| 研究課題/領域番号 |
16360374
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
粟倉 泰弘 京都大学, 工学研究科, 教授 (70109015)
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| 研究分担者 |
平藤 哲司 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70208833)
邑瀬 邦明 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30283633)
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| キーワード | 金属電析 / 非水溶媒 / イオン液体 / 常温溶融塩 / 水分含有量 / 粘度 |
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| 研究概要 |
本研究で用いたイオン液体、TMHA-Tf_2Nは、全く新しい溶媒であり、基礎的な性質がいまだよくわかっていない。そこで、このイオン液体中の水分量を調べるとともに、電析浴として用いるために重要であると思われる、動粘度、電気伝導度を測定した。
イオン液体中の水分量は温度の上昇とともに減少した。例えば、温度25℃で、2400ppm程度含まれていた水分が、130℃では200ppm以下程度にまで減少した。イオン液体中に金属イオンが存在すると、その水分量は純粋なイオン液体に比べて増加した。例えば、100mM Niイオンを含むイオン液体溶液の、25℃における水分量は10000ppm程度にまで増加した。この増加した水分量をNiイオン1個あたりに換算すると、Niイオン1個につき5.6個の水分子となる。この数は水溶液中のNiイオンの水和数に近い数であることから、100mM Niイオン液体溶液の可視吸光スペクトルを測定したところ、水分を十分に含む条件では、SO_4溶液のスペクトルと一致した。この結果から、イオン液体中のNiイオンが水和していると考えられる。
TMHA-Tf_2Nの動粘度は温度の上昇および水分量の増加とともに低下した。一方、電気伝導度は温度の上昇および水分量の増加とともに上昇した。温度の上昇によるこれら物性の変化は、水分量の増加による変化に比べて非常に大きかった。TMHA-Tf_2Nの動粘度と電気伝導度の関係は、金属イオンの有無に関わらず、Walden則に従った。従って、このイオン液体における導電は、このイオン液体の構成イオンであるTMHA^+イオン、Tf_2N^-イオンおよび金属イオンによって発現していることがわかった。
イオン液体、TMHA-Tf_2Nのガラス転移温度、結晶化温度、融点をDSC測定によって推定した。金属イオンが存在することによって、TMHA-Tf_2Nのガラス転移温度、結晶化温度は上昇し、融点は低下することがわかった。
以上の結果は、このイオン液体を電析浴に応用する場合、高温で用いることが有効であるといえる。
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