共通アニオン誘起によるイオン液体+イオン液体混合物の劇的な相挙動変化に関する研究
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22K04796
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
下村 拓也 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (90639478)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | イオン液体+イオン液体混合物 / 相分離挙動 / 相分離 / イオン液体＋イオン液体混合物 |
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| Outline of Research at the Start |
共通のアニオンを持つイオン液体+イオン液体混合物は冷却すると相分離を起こし、さらに共通アニオンを変えるとイオン液体+イオン液体混合物の相分離温度は劇的に変化する。しかしながら、共通アニオンのどのような性質がイオン液体+イオン液体混合物の相分離挙動に影響を与えているのかなどの本質的なことについては明らかになっていない。本研究では、①イオン液体+イオン液体混合物の相分離挙動におよぼす共通アニオンの影響を明らかにするとともに、②共通アニオンのどのような性質が混合物の相分離挙動に影響を与えているかを分子レベルで観測することで解明することを目的とした。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度はまず初めに、これまで共通アニオンとして用いてきたbis(trifluoromethanesulfonyl)amide ([TFSA]-)に変えて、より疎水性が低いtrifluoromethanesulfonate ([OTf]-)をアニオンとするイミダゾリウム系イオン液体とホスホニウム系イオン液体を合成した。これらのイオン液体を用いて[OTf]-を共通アニオンとするイミダゾリウム系イオン液体+ホスホニウム系イオン液体混合物を調製し、相分離挙動を観測したところ、[OTf]-を共通アニオンとするイオン液体混合物の相分離温度は、[TFSA]-を共通アニオンとする混合物の相分離温度よりも約120℃高いことが明らかになった。すなわち、疎水性の低い共通アニオンを持つ混合物ほど相分離温度が高くなることが示唆された。
本年度は、[OTf]-よりもさらに疎水性の低いbromide([Br]-)をアニオンとするイオン液体を合成してイオン液体混合物を調製し、相分離挙動を観測した。また、[OTf]-よりも疎水性が大きいが、イオン半径が近いhexafluorophosphate([PF6-])をアニオンとするイオン液体も合成し、同様の実験を行った。
[Br]-を共通アニオンとする混合物の相分離温度は、[OTf]-を共通アニオンとする混合物の相分離温度よりも200℃以上高いことが明らかになった。一方で、[OTf]-よりも疎水性が大きいが、イオン半径が近い[PF6-]をアニオンとする混合物の相分離温度は、[OTf]-を共通アニオンとする混合物の相分離温度よりも約100℃高いことが明らかになった。これらの結果から、イオン液体混合物の相分離温度は、共通アニオンの疎水性以外の影響も受けることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画どおり、これまで共通アニオンとして用いてきた[TFSA]-以外の複数のアニオンでイミダゾリウム系イオン液体+ホスホニウム系イオン液体混合物の相分離挙動を明らかにし、共通アニオンがおよぼすイミダゾリウム系イオン液体+ホスホニウム系イオン液体混合物の相分離挙動の解明に資する実験結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究結果から、共通アニオンを持つイオン液体+イオン液体混合物の相分離挙動は、アニオンの疎水性の影響以外も受けることが明らかになった。この影響を明らかにするため、種々のアニオンを有するイミダゾリウム系イオン液体とホスホニウム系イオン液体を合成し、これらの混合物の相分離挙動を観測する。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
