2008 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体に高濃度溶解し安定に機能する電気化学メディエーターの分子設計
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19750108
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
水雲 智信 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (90436676)
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| Keywords | イオン液体 / 酸化還元分子 / 電気化学 / メディエーター / キノイド / 固体電解質 / プロトン伝導 / ポリエーテル |
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| Research Abstract |
難揮発性、高イオン伝導性を有するイオン液体を電気化学メディエーターの反応場として利用した。モデルの酸化還元分子としてキノン誘導体に注目し、イオン液体への溶解度と電気化学的酸化還元反応を検討した。その結果、短鎖アルキル基を持つベンゾキノン類が室温でイオン液体に容易に溶解し、安定に二段の酸化還元応答を示すことを見出した。種々の検討から、イオン液体の構成アニオン種によって溶解度に大きな差が出ることも明らかにした。また、オリゴエチレンオキシド鎖や、荷電部位を各種キノン類に導入した。これらのキノンはイオン液体に対して任意の割合で相溶した。非常に高い溶解度が得られたのは、イオン/双極子(エーテル酸素)相互作用、あるいはイオン/イオン相互作用がイオン液体と置換基の間で働いたためと考えられる。ポリエーテル付加キノンはバルクで液体として得られた。一方で、ブレンステッド酸性のイオン液体を作成し、イオン液体の酸性度がキノンの酸化還元特性に及ぼす影響についても検討した。その結果、従来のプロティック溶媒と同様の一段階反応が進行することが明らかとなった。酸性イオン液体については、ゾル-ゲル法による固体電解質化も併せて検討し、熱安定性の高いプロトン伝導体を得ることにも成功した。また、二酸化炭素がイオン液体に溶存した場合にはキノンの酸化還元挙動が大きく変化するという知見も得られた。この場合には、ECEタイプの反応機構を取っており、不可逆反応であることも明らかとなった。以上の成果は、イオン液体中での電気化学を進展させるために極めて重要である。
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