| 研究概要 |
本研究は,高分子薄膜内のレドックスサイトの酸化・還元反応に伴う電解質イオンや溶媒分子の移動の結果生じる薄膜の質量変化を水晶発振子の振動数変化として,電気化学測定と同時に,in situ測定する“in situ電気化学マイクロバランス法"を確立し,様々な薄膜マトリックスの電子・イオン移動反応の解析に適用することを目的として行なわれ,下記の成果を得た。
1.高分子錯体薄膜系‥‥水溶液および非水溶液中でのオスミウム錯体ポリマ-膜([Os(bpy)_2(PVP)Cl]Cl,bpy:2,2'ービピリジン,PVP:ポリ(4ービニルピリジン))のOs^<II>【tautomer】Os^<III>の酸化還元反応においては,少量の溶媒分子を伴ってClO_4^ーイオンが出入りすること,また重水の場合には期待されるような同位体効果が明らかにされた。ポリビニルフェロセン膜の酸化に伴って陰イオン(1〜2ケの溶媒分子を伴って)が取り込まれ,他方還元反応では取り込まれた陰イオンが膜マトリックス放出されることが定量的に明らかにされた。陰イオンに対するこのような選択的イオン透過能はドナン電位の測定からも確証された。2.水素吸蔵金属膜系‥‥パラジウム薄膜電極での軽水(重水)の電解とともに進行する水素(重水素)の電極への吸蔵・拡散のメカニズムの解明に本方法が極めて有効であり,これらのダイナミクスが解明された。3.電解重合薄膜系‥‥レドックス活性な電解重校薄膜(ポリアニリン,ポリピロ-ル,ポリピロロピロ-ル誘導体など)の電荷移動反応(電子,イオンおよび溶媒移動を含む)の分子論的イナミクスの解明に本方法が極めて有用であることが明らかにされた。また,界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムをド-パントとするポリピロ-ル膜の酸化・還元反応においては,陰陽両イオンのド-ピング・脱ド-ピング反応が起こることが明らかにされた。
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