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2012 年度 実績報告書

イオン液体の分極と双極子の分子間相互作用:イオン液体を包含する溶液論を目指して

研究課題

研究課題/領域番号 21685001
研究機関千葉大学

研究代表者

城田 秀明  千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 准教授 (00292780)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワードイオン液体 / フェムト秒光カー効果分光 / 分子間振動 / 分子間相互作用
研究概要

本研究課題の目的は,特殊な分子間相互作用によって室温で液体となる新しいタイプの塩「室温イオン液体」の分子間振動ダイナミクスをフェムト秒光カー効果分光法とテラヘルツ時間領域分光法で観測し,微視的な分子間相互作用を解釈し,イオン液体を包含する新しい液体論・溶液論の基礎を構築することである。本研究では,イオン液体の特異な分子間相互作用が反映される分子間振動(微視的な分子レベルでの分子間相互作用)とバルク物性を比較し,その関係を明らかにすることを試みている。また,さらに踏み込んで,イオン液体の分子間振動におけるイオンの分極率と双極子における二つの因子に注目し,微視的な分子間相互作用への影響についても検討している。
本年度に新しく展開させた研究に,イオン液体と通常の溶媒の混合溶液の研究がある。これは,イオン液体を反応媒体として考える上で,非常に重要だと考えられる実験系である。極性が高くかつ水素結合を行う水(Journal of Physical Chemistry B, 2012, 116, 13765)と非極性だが分極性の高いベンゼン(投稿中)について検討を行い,イオン液体中の微視的な構造や分子間相互作用において両者の溶媒で大きな違いがあることをフェムト秒明らかにしている。
また,本研究プロジェクトで開発したイオン液体を中心にして,国内外の大学・研究機関との共同研究にいくつも発展した(論文として5報)。今後もこのような共同研究が続いていきそうな研究展開になりつつある。
一方で,本研究プロジェクトで作成したフェムト秒光カー効果分光装置を用いて,イオン液体以外の複雑な分子系や溶液系についての研究についても現在発展させており,近々,その研究成果を発表することができそうなところまで研究を進めることができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] How does the Ionic Liquid Organizational Landscape Change when Nonpolar Cationic Alkyl Groups are Replaced by Polar Isoelectronic Diethers?2013

    • 著者名/発表者名
      Hemant K. Kashyap, Cherry S. Santos, Ryan P. Daly, Jeevapani J. Hettige, N. Sanjeeva Murthy, Hideaki Shirota, Edward W. Castner, Jr., Claudio J. Margulis.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 117 ページ: 1130-1135

    • DOI

      10.1021/jp311032p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dicationic versus Monocationic Ionic Liquids: Distinctive Ionic Dynamics and Dynamical Heterogeneity.2013

    • 著者名/発表者名
      Tateki Ishida, Hideaki Shirota.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 117 ページ: 1136-1150

    • DOI

      10.1021/jp3110425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparing Intermediate Range Order for Alkyl- vs. Ether-Substituted Cations in Ionic Liquids.2012

    • 著者名/発表者名
      Alessandro Triolo, Olga Russina, Ruggero Caminiti, Hideaki Shirota, Heather Y. Lee, Cherry S. Santos, N. Sanjeeva Murthy, Edward W Castner, Jr.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 4959-4961

    • DOI

      10.1039/c2cc31550e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of low-frequency spectra between aromatic and nonaromatic cation based ionic liquids using femtosecond Raman-induced Kerr effect spectroscopy.(「イオン液体」特集号,招待,VIP (Very Important Paper) に選定)2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota.
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 13 ページ: 1638-1648

    • DOI

      10.1002/cphc.201100731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェムト秒ラマン誘起カー効果分光による液体・溶液のテラヘルツ領域の分子運動の観測(「赤外領域における液体,生体高分子の分光測定」特集号,招待)2012

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌

      巻: 22 ページ: 40-49

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Pressure Crystallization of 1-Methyl-3-trimethylsilylmethylimidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquid.2012

    • 著者名/発表者名
      Lukasz Hawelek, Hideaki Shirota, Joachim Kusz, Katarzyna Grzybowska, Michal Mierzwa, Marian Paluch, Andrzej Burian, Jerzy Ziolo.
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 546 ページ: 150-152

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.07.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermolecular/Interionic Vibrations of 1-Methyl-3-n-octylimidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquid and H2O Mixtures.2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota, Ranjit Biswas.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 116 ページ: 13765-13773

    • DOI

      10.1021/jp307436t

    • 査読あり
  • [学会発表] フェムト秒ラマン誘起カー効果分光法でみるテラヘルツ領域の分子運動-溶液中の7-アザインドールを例にして-

    • 著者名/発表者名
      城田秀明
    • 学会等名
      アジア連携分子研研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 招待講演
  • [学会発表] Microscopic Aspect of Ionic Liquid and Water Mixtures Probed by Femtosecond Raman-Induced Kerr Effect Spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Shirota, Ranjit Biswas
    • 学会等名
      2012 EMLG/JMLG Annual Meeting
    • 発表場所
      Eger, Hungary
  • [備考] 分子分光学研究室

    • URL

      http://pchem2.s.chiba-u.ac.jp/chem/lab/shirotalab/home-eng.html

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公開日: 2014-07-24  

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