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2017 年度 実績報告書

イオン液体の分子間振動におけるアノマリーの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05377
研究機関千葉大学

研究代表者

城田 秀明  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (00292780)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードイオン液体 / フェムト秒ラマン誘起カー効果分光 / 低振動数スペクトル / 分子間振動 / 温度依存性
研究実績の概要

一般的な中性液体の分子間振動は温度に依存するが,最近,イオン液体ではアニオンの種類によって分子間振動が直接反映する低振動数スペクトルの温度依存性が大きく異なり,アニオンの種類によっては温度に依存しないという液体としてのアノマリーを示すことが米国テキサス工科大学のグループから報告された。本研究課題では,特徴的な構造を持つアニオンを持つ複数のイオン液体の分子間振動の温度依存性を検証することにより,従来の液体科学では説明できないこのアノマリーを解釈するために,アニオンやカチオンの構造に依存する特性を明らかにすることを目的としている。平成29年度はカチオンについて特に注目し,ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミドをアニオンとしたイオン液体を選択し,典型的なカチオンを6種類選択し,その幾何構造やアルキル鎖長,アンモニウムとホスホニウムの違いなど系統的に検討した。特に芳香環が与える温度依存性の影響は大きく,非芳香族系カチオン型イオン液体のものとの違いが表れることが分かった。この成果については,現在論文としてまとめている。また,米国ブルックヘブン国立研究所のJames Wishart博士と共同研究を開始し,芳香環の電荷の有無や環状構造(芳香環と脂肪環)を系統的に検討できるイオン液体について低振動数スペクトルの温度依存性を明確にした。この成果については,J. Chem. Phys.の「イオン液体の化学物理」特集号に執筆依頼され,そこで論文として発表した。この研究期間に発展したその他の研究として,イオン液体を反応場として7-アザインドールをモデルとして評価したもの,イオン液体と高分子の混合溶液に関する研究等がありいずれについても学会発表を行い,現在論文として成果をまとめている。平成30年度の当該研究プロジェクトに関する成果を国際会議で8件(内招待講演4件),国内での学会等で9件発表した。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Brookhaven National Laboratory
  • [雑誌論文] Effects of aromaticity in cations and their functional groups2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kakinuma, Sharon Ramati, James F. Wishart, Hideaki Shirota
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 148 ページ: 193805/1-10

    • DOI

      10.1063/1.5010066

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature Dependent Spectral Features of Room Temperature Ionic Liquids: Aromatic vs. Nonaromatic.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota, Shohei Kakinuma
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry & Biophysics

      巻: 7 ページ: 58-58

    • DOI

      10.4172/2161-0398-C1-025

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] An fs-RIKES Study of Orientational Dynamics in Nondipolar Solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki SHirota
    • 学会等名
      14th Trombay Symposium on Radiation & Photochemistry (Mumbai, India)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒ラマン誘起カー効果分光によるリドカイン水溶液の分子間ダイナミクスの濃度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] イオン液体の低振動数スペクトルの温度依存性:カチオンとその側基の芳香族性の影響2018

    • 著者名/発表者名
      柿沼翔平、Sharon Ramati, James F. Wishart, 城田秀明
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 7-アザインドールの二量化におけるホスホニウム系イオン液体のアニオン効果2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋浩太郎、城田秀明
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] イオン液体/ポリエチレングリコール混合溶液の液体物性と低振動数スペクトル2018

    • 著者名/発表者名
      安藤雅俊、城田秀明
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Temperature Dependence of Low-Frequency Spectra of Ionic Liquids: A Femtosecond Raman-Induced Kerr Effect Spectroscopic Study2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kakinuma, Hideaki Shirota
    • 学会等名
      XVIII Time Resolved Vibrational Spectroscopy (Cambridge, UK)
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Dependence of Intermolecular Vibrational Dynamics in Room Temperature Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kakinuma, Hideaki Shirota
    • 学会等名
      8th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (Wisla, Poland)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast Dynamics of Polystyrene in Carbon Tetrachloride Studied by Femtosecond Raman-Induced Kerr Effect Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota
    • 学会等名
      European Molecular Liquid Group / Japanese Molecular Liquid Group Annual Meeting 2017 (Vienna, Austria)
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Dependence of Low-Frequency Spectra in Ionic Liquids: Comparison of Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Ammonium, and Phosphonium Cations2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kakinuma, Hideaki Shirota
    • 学会等名
      European Molecular Liquid Group / Japanese Molecular Liquid Group Annual Meeting 2017 (Vienna, Austria)
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of Dimerization Constants of 7-Azaindole in Phosphonium-Based Ionic Liquids by 1H NMR2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Takahashi, Hideaki Shirota
    • 学会等名
      European Molecular Liquid Group / Japanese Molecular Liquid Group Annual Meeting 2017 (Vienna, Austria)
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Dependent Spectral Features of Room Temperature Ionic Liquids: Aromatic vs. Nonaromatic2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota, Shohei Kakinuma
    • 学会等名
      4th International Conference on Physical and Theoretical Chemistry (Dublin, Ireland)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dimerization of 7-Azaindole in Phosphonium-based Ionic Liquids with a Variety of Anions2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Takahashi, Hideaki Shirota
    • 学会等名
      13th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (Nanjing, China)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒ラマン誘起カー効果分光によるポリスチレン溶液の低振動スペクトル2017

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 学会等名
      平成29年度日本分光学会年次大会
  • [学会発表] フェムト秒ラマン誘起カー効果分光でみるイオン液体の低振動数スペクトルの温度依存性:カチオン構造の影響2017

    • 著者名/発表者名
      柿沼翔平、城田秀明
    • 学会等名
      平成29年度日本分光学会年次大会
  • [学会発表] 永久双極子のない分子溶液系の過減衰緩和過程2017

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 学会等名
      第40回溶液化学シンポジウム
  • [学会発表] 様々なアニオン種を有するホスホニウム系イオン液体中での7-アザインドールの状態2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋浩太郎、城田秀明
    • 学会等名
      第40回溶液化学シンポジウム
  • [学会発表] 液体・溶液の超高速ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 学会等名
      2017年度合成有機化学講演会
    • 招待講演
  • [備考] 千葉大学 城田研究室

    • URL

      http://shirota-lab.adv.chiba-u.jp/

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-06  

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