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2014 年度 実績報告書

イオン液体/分子液体界面の構造とダイナミックス:電位制御液体界面の機能化への学理

研究課題

研究課題/領域番号 26248004
研究機関東京工業大学

研究代表者

大内 幸雄  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (60194081)

研究分担者 西 直哉  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10372567)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード表面・界面物性 / イオン液体
研究実績の概要

イオン液体は1992年[emim]BF4の合成以来、特異な熱力学物性や電気化学特性、多様な構造形成性により高い感心を集め、幅広い分野で研究が続けられている。特にここ数年、環境問題やバイオ・エネルギープロセスに関連して、イオン液体/分子液体界面における局所高電界環境下での構造ダイナミクス、ならびに物質輸送の学理構築が喫緊の課題として位置づけられている。本研究は、古典的な界面電気化学が、とりわけ無溶媒電解質液体であるイオン液体に暗黙の内に適用される誤った現状に鑑み、これを物理化学の基礎的問題として再構築し、当該分野の誤謬の解決を図る。
我々が界面計測において多用する赤外-可視和周波発生振動分光法(IV-SFG法)は表面・界面選択性の高い計測法であり、界面分子配向の情報などを与える優れたツールであるが、界面垂直方向の弁別性に欠けるという本質的な問題点を抱えている。そこで、本年度はX線反射率測定に併せて分光エリプソメトリーをイオン液体/分子液体界面計測に適用し、IV-SFG測定と同一試料・同一条件でのin-situ測定を経て、界面層構造検出に取り組んだ。分光エリプソメトリーの入射角・出射角制御に改良を加え、入射角度固定タイプに比較して解析精度の格段の向上を目指したところ、有意の知見を得た。また、イオン液体/分子液体界面の電位制御方式には「イオン分配制御法」を試み、IV-SFGスペクトルの取得を目指したところ、界面構造の電位依存性と思しきスペクトル変化を得るに至った。

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

本年度は本格的な研究を遂行する上での準備期間と位置付けており、その意味では分光エリプソメトリーの高精度化及び電位制御方式の一つとして提案したイオン分配制御法が期待通りに電位制御していることを確認できた点において評価できる進展であると言える。

今後の研究の推進方策

電位制御方式の一つとして提案したイオン分配制御法を更に進展させ、関連データの集積と成果発表を進める。IV-SFG法と分光エリプソメトリーとの対比実験が軌道に乗れば研究は大きく進展すると期待される。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [学会発表] IV-SFG studies on the structure of liquid/liquid interface with a variation of phase boundary potential2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Ouchi
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Peculiar Properties of Ionic Liquid Surfaces and Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Ouchi
    • 学会等名
      6th International Congress of Ionic Liquids
    • 発表場所
      Lotte Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-06-17 – 2015-06-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Hysteresis and Li+ effect in IR-vis sum frequency generation vibrational spectroscopy on metal electrode/ionic liquid interface2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Ouchi
    • 学会等名
      1st Korea-Japan Joint Symposium on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Lotte Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-06-16
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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