イオン液体と油との間の非水液液界面の電気化学：学理構築とナノマテリアル創製

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02046
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 西 直哉 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10372567)
• 研究分担者: 作花 哲夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (10196206)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: イオン液体 / 液液界面 / 金属ナノ構造 / 卑金属 / 界面電荷移動

研究実績の概要

・イオン液体｜油界面の電気化学測定
マイクロピペットを用いる界面イオン移動およびクローズドバイポラー電極による界面電子移動の測定を行った。前者では、イオン液体EAN中のリチウムイオンが油中のリガンドにより促進イオン移動することに起因する電流を観測することに成功した。後者の界面電子移動のサイクリックボルタモグラムから、イオン液体EAN中のNO3-アニオンが、油中の支持電解質アニオンを酸化する酸化能を有していることを見出した。これらの結果は、EAN｜油界面が非水条件下での酸化反応場として機能することを示唆している。

・イオン液体｜油界面における卑金属の電気化学的還元析出
種々の卑金属について、イオン液体｜油界面において還元析出が可能であることを系統的に調べた。標準還元電位が著しく卑なMgについては、還元剤DIBALでは還元されず、より強い還元剤で可能であった。しかし、還元剤がイオン液体構成イオンを還元する挙動も見られ、耐還元性の高いイオン液体の開発が今後の課題である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Charge transfer across the ionic liquid/oil interface: Facilitated ion transfer and electron transfer (2024)
  • 著者名/発表者名: Miyazato Koji、Yokoyama Yuko、Sakka Tetsuo、Nishi Naoya
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 954 ページ: 118038～118038
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2024.118038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layering of hydroxyl groups causes anisotropic molecular clustering in liquid ethanol on hydrophobic surfaces: A molecular dynamics study (2023)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka Haru、Nishi Naoya、Yokoyama Yuko、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: Journal of Molecular Liquids 巻: 392 ページ: 123488～123488
  • DOI: 10.1016/j.molliq.2023.123488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second harmonic generation as a probe of structure and dynamics of ionic liquids at the electrode interface (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishi Naoya、Baba Hiromasa、Yamazawa Takashi、Yokoyama Yuko、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 950 ページ: 117905～117905
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2023.117905
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new potentiometric method of determining the ionization constant of water based on the ionic liquid salt bridge consisting of N-ethyl-N-heptylpyrrolidinium bis(pentafluoroethanesulfonyl)amide (2023)
  • 著者名/発表者名: Ogaki Toshiaki、Kitazumi Yuki、Nishi Naoya、Kakiuchi Takashi
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 949 ページ: 117858～117858
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2023.117858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Synthesis of Deuterated n-Octylamine and Its Analogues (2023)
  • 著者名/発表者名: Akutsu-Suyama Kazuhiro、Ueda Misaki、Shibayama Mitsuhiro、Ishii Kosuke、Nishi Naoya
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 286 ページ: 01004～01004
  • DOI: 10.1051/epjconf/202328601004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fraunhofer-type absorption lines from a submerged Cu target by long-pulse laser-induced breakdown spectroscopy: toward non-gated detection (2023)
  • 著者名/発表者名: Li Nan、Nishi Naoya、Zheng Ronger、Zheng Yongqiu、Guan Jinge、Xue Chenyang、Zhang Zengxing、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: Journal of Analytical Atomic Spectrometry 巻: 38 ページ: 1908～1913
  • DOI: 10.1039/D3JA00129F
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reductive deposition of aluminum at a water-free ionic liquid/oil interface (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Naohiro、Kuroyama Yohei、Yokoyama Yuko、Sakka Tetsuo、Nishi Naoya
  • 雑誌名: Electrochemistry Communications 巻: 156 ページ: 107575～107575
  • DOI: 10.1016/j.elecom.2023.107575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonadditivities of the Particle Sizes Hidden in Model Pair Potentials and Their Effects on Physical Adsorptions (2023)
  • 著者名/発表者名: Amano Ken-ichi、Furukawa Satoshi、Kubo Yuto、Nakamura Yuka、Ishii Rina、Tanase Ayane、Maebayashi Masahiro、Hayashi Tomohiko、Nishi Naoya、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 39 ページ: 12999～13007
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c00968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the signal uncertainty in laser-induced breakdown spectroscopy based on error propagation considering self-absorption (2023)
  • 著者名/発表者名: Gu Weilun、Nishi Naoya、Hou Zongyu、Wang Zhe、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 巻: 206 ページ: 106732～106732
  • DOI: 10.1016/j.sab.2023.106732
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Water‐Free ITIES: Ionic Liquid/Oil Interface for Base Metal Nanostructure Formation ? Zn Case (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishi Naoya、Kuroyama Yohei、Yoshida Naohiro、Yokoyama Yuko、Sakka Tetsuo
  • 雑誌名: ChemElectroChem 巻: 10 ページ: e202201000
  • DOI: 10.1002/celc.202201000
  • 査読あり
• [学会発表] 量子ビーム反射率法によるイオン液体の電気化学界面の構造解析 (2024)
  • 著者名/発表者名: 〇西 直哉
  • 学会等名: 第1回SPring-8先端電池研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 反射率法でみるイオン液体界面の構造・ダイナミクス・反応 (2024)
  • 著者名/発表者名: 〇西 直哉
  • 学会等名: 電気化学会第91回大会
  • 招待講演
• [学会発表] Electroless deposition of base metals at the liquid/liquid interface between oil and room-temperature ionic liquids (2023)
  • 著者名/発表者名: 〇N. Nishi
  • 学会等名: 2023 Joint Symposium on Molten Salts
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] イオン液体と油との間の非水液液界面における金属ナノ構造の還元析出 (2023)
  • 著者名/発表者名: 〇西 直哉
  • 学会等名: 溶融塩委員会210回定例委員会
  • 招待講演