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2010 年度 実績報告書

イオン液体|溶液界面の電位制御を基軸とする新しい分離分析法の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 21245021
研究機関京都大学

研究代表者

垣内 隆  京都大学, 工学研究科, 教授 (20135552)

研究分担者 西 直哉  京都大学, 工学研究科, 准教授 (10372567)
北隅 優希  京都大学, 工学研究科, 助教 (00579302)
キーワードイオン液体 / 液液2相系 / 相界面電位差 / 電気分析化学 / 界面
研究概要

【疎水性イオンと広い電位窓を有する疎水性イオン液体の合成】これまでに見いだした室温で融解状態にある部分的にフッ素化したアルキル差を持つ4級フォスフォニウムとtetrakis[bis(3,5-trifluor-omethyl)phenyl]borateからなる塩は、アルカリ水溶液と接触すると分解する傾向があるので、アンモニウム系のカチオンからなる新しい疎水性イオン液体を探索した。室温では融解状態にある疎水性塩を見いだすことができなかった。融点が室温より高い疎水性イオン液体を2種類混合して融点を下げることができた。Trioctylmethylammoniumをベースとした2成分高疎水性イオン液体を見いだした。
【緩慢緩和の定量的検討】電気化学的に界面電位差を制御した表面プラズモン共鳴(SPR)により、緩慢緩和の定量的検討を行った。電位ステップに伴うSPRシグナルの変化と充電電流の変化を同時に記録し、緩慢緩和を定量的に解析し、緩和時間が分の桁である遅い緩和がSPR信号変化として捉えることに成功した。この結果は、これまで界面張力およびボルタンメトリーから得られていた結果と一致する。また、イオン液体/金属電極界面における緩慢緩和が、ボルタンメトリーにおける充電電流に与える影響から、これまで超緩慢緩和の研究に主として用いてきたTrioctylmethylammonium bis(nonafluorobutane-sulfonyl)amideだけでなく、より粘性の低い典型的なイオン液体である1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)amideについても、超緩慢緩和が存在することを実証した。
【電位窓の狭い疎水性イオン液体の合成】非分極性イオン液体|水溶液界面の,イオン液体薄膜系,イオン液体エマルション系,イオン液体を用いる抽出,イオン液体塩橋などの応用にむけて、ジアルキルピロリジニウムを構成成分とする新しいイオン液体を合成した。その塩橋への応用例として、水のイオン積の決定を高い精度で行うことに成功した。また、室温では固体である4級アンモニウムをベースとした塩を、上記の高疎水性イオン液体に融解させた新しいイオン液体塩橋を考案し、その実用性を実証した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Voltammetric Manifestation of the Ultraslow Dynamics at the Interface between Water and an Ionic Liquid, Trioctylmethylammonium bis(nonafluorobutanesulfonyl)amide2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kakiuchi, Y.Yasui, Y.Kitazumi, N.Nishi
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 11 ページ: 2912-2918

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocapillarity under ultraslow relaxation of the ionic liquid double layer at the interface between trioctylmethylammonium bis (nonafluorobutanesulfonyl) amide and water2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yasui, Y.Kitazumi, N.Nishi, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 114 ページ: 11141-11148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the Activity of 1-Methyl-3-octylimidazolium Bis (trifluoromethanesulfonyl) amide in Binary Ionic Liquids from the Solubility in Water2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirohata, N.Nishi, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      J.Chem.Eng.Data

      巻: 55 ページ: 1980-1985

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic multilayers at the free surface of an ionic liquid, trioctylmethylammonium bis (nonafluorobutanesulfonyl) amide, probed by X-ray reflectivity measurements2010

    • 著者名/発表者名
      N.Nishi, Y.Yasui, T.Uruga, H.Tanida, T.Yamada, S.Nakayama, H.Matsuoka, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 132 ページ: 164705(6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model of the electrochemical instability at the liquid-liquid interface based on the potential-dependent adsorption and Gouy's double layer theory2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitazumi, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      J.Electroanal.Chem.

      巻: 648 ページ: 8-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of equilibrium electrocapillary curves at the interface between hydrophobic ionic liquid, trioctylmethylammonium bis (nonafluorobutanesulfonyl) amide, and aqueous lithium chloride solutions2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yasui, Y.Kitazumi, N.Nishi, T.Kakiuchii
    • 雑誌名

      J.Chem.Eng.Data

      巻: 55 ページ: 4463-4466

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparison of the ultraslow relaxation processes at the ionic liquid/water interface for three hydrophobic ionic liquids2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yasui, Y.Kitazumi, N.Nishi, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      Electrochem.Commun.

      巻: 14 ページ: 1479-1482

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic Liquid Salt Bridge Based on Tributyl (2-methoxyethyl) phosphonium Bis (pentafluoroethanesulfonyl) amide for Stable Liquid Junction Potentials in Highly Diluted Aqueous Electrolyte Solutions2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sakaida, Y.Kitazumi, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 83 ページ: 663-666

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics of Ion Transfer at the Ionic Liquid/Water Nanointerface2010

    • 著者名/発表者名
      Y.-X.Wang, T.Kakiuchi, Y.Yasui, M.Mirkin
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 16945-16952

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of ionic components between two immiscible solutions.2010

    • 著者名/発表者名
      J.I. Garcia, R.A.Fernandez, S.A.Dassie, T.Kakiuchi
    • 雑誌名

      J.Electroanal.Chem.

      巻: 640(Partition of weak bases) ページ: 42-50

    • 査読あり
  • [学会発表] The prospects for accurate determination of the single ion activities based on ionic liquid salt bridge2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakiuchi
    • 学会等名
      Pittcon 2011
    • 発表場所
      アトランタ、米国(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-14
  • [学会発表] Significance of ultraslow dynamics of the structure of ionic liquid in the vicinity of the interface on electrochemical measurements2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakiuchi
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      ホノルル、米国(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-20
  • [学会発表] イオン液体電気二重層の緩慢緩和が電気化学計測に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      垣内隆
    • 学会等名
      第56回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論
    • 発表場所
      秋田大学、秋田市
    • 年月日
      2010-11-07
  • [学会発表] Significance and Generality of Ultraslow Relaxation of the Electrical Double Layer in the Ionic Liquid Side of the Interface in Electrochemistry of Ionic Liquids2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakiuchi
    • 学会等名
      61^<st> Annual Meeting of ISE
    • 発表場所
      ニース、フランス(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-27
  • [学会発表] Implications of Ultraslow Relaxation of Ionic Liquids at the Electrochemical Interface in Electrochemistry of Ionic Liquids2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakiuchi
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Electrochemistry
    • 発表場所
      KKR熊本、熊本市
    • 年月日
      2010-05-19
  • [備考]

    • URL

      http://www.fm.ehcc.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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