| 研究課題/領域番号 |
23550098
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
石岡 寿雄 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (60304838)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2016-03-31
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| キーワード | イオン液体 / 光増感反応 / 小角X線散乱 |
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| 研究実績の概要 |
イオン液体として硝酸エチルアンモニウムを，光増感剤としてテトラスルホナートフェニルポルフィリン（TPPS)を用い，光増感反応中の凝集体構造について，シンクロトロン放射光を用いた小角X線散乱(SAXS)および紫外可視吸収スペクトルの測定を行い，得られた結果について理論的な解析を行った．解析の結果，温度および硝酸エチルアンモニウム中のプロトンイオン濃度がTPPS凝集体の構造に大きく影響することが判明したため，温度を制御可能なセルを作成し，イオン液体についても種々pHに調整しながら合成を行った．その結果，常温低pHにおけるTPPSは直径50nmの球状の凝集体を形成しているのに対し，常温高pHにおける凝集体の構造は直径14nm, 長軸40nmの棒状であることがSAXSの結果より明らかとなった．また温度上昇に伴い，いずれの凝集体も単量体の比率が上昇するとともに大きさが数十%程度小さくなる．これらの複雑な構造変化はこれまでの水，有機溶媒系では見られなかったイオン液体固有の現象である．また温度変化に伴う構造変化にヒステリシスがある点でも特徴的であり，構造形成にイオン液体中のイオン種が関与していることを示唆している．
現状では得られた構造と光増感反応の効率との比較ができていないため，硝酸エチルアンモニウム中における光増感反応の高効率化にいずれの構造が寄与しているのか明らかではない．現在，各種条件で光増感反応の速度定数を算出し，イオン液体中で高効率で光増感反応が進行するメカニズムを解析中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
イオン液体中における光増感反応中心の分子の凝集体構造変化を小角X線散乱を用いて詳細に解析できたことでは当初の目的をおおむね達成している．構造と光増感反応との相関についての解析が本年度中には十分に明らかにできておらず，次年度以降となってしまった点に関しては予想以上の進捗状況とは言いがたい．
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| 今後の研究の推進方策 |
光増感反応を高効率で推進するための分子構造を明らかにすることを目的とし，前年度までに解析によって明らかとなったそれぞれの凝集体構造に対する光増感反応の速度を実験により算出し，相関を明らかとする．凝集体が形成するための条件を明らかとし，他の光増感剤，イオン液体系に関して同様の反応を実現し，さまざまの反応系での光増感反応の高効率化を実現する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
シンクロトロン放射光施設の利用経費が九州大学でのグリーンアジアプログラムに採用されることにより大幅に削減されたことと，当初の予定とは異なる温度依存性，pH依存性が見つかったため，予定していた光照射測定用セルの設計に変更が生じ，納入が当該年度に間に合わなかったことによる．
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| 次年度使用額の使用計画 |
当該年度は九州大学の基金に基づくプログラムが終了することでシンクロトロン放射光施設の利用経費が最低5万円×6回程度発生することや，前年度に設計した測定装置，光源の納入により設備備品の納入経費として55万円程度の支出を見込んでおり，試薬，旅費等で全額を支出する予定である．
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