Solution chemistry of extremely concentrated electrolyte solutions

高浓度电解质溶液的溶液化学

• 批准号: 21K05115
• 负责人: 神崎 亮
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05115/
• 关键词: 電解質溶液; リチウムイオン二次電池; 電解質高分子; 水系電池電解質; 反応熱力学; 酸解離平衡; 電解質溶液論; 濃厚電解質溶液; 溶液化学; イオン液体; イオン強度; ナノ粒子表面

現代の化学において，電解質溶液中における電解質の効果は，Debye-Huckel理論またはこれを展開したモデルで扱われる．しかしながら電解質が高濃度になると，電解質そのものが溶媒として溶媒和に寄与するだろう．このような条件下において，目的イオンがどのような状態で溶存しているかを明らかにする必要がある．本研究課題では，超濃厚条件を作り出すことができる電解質であるリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（LiTf2N）水溶液中における反応熱力学量から，反応媒体としての特性にアプローチした．自己解離平衡，酢酸の電離平衡およびポリアクリル酸の電離平衡における反応熱力学量を，希薄電解質水溶液から濃厚（20 mol/kg，モル分率0.265）まで測定し，水溶液中と比較した結果，希薄水溶液中との違いは以下に集約された：(1)内部エネルギー的に高い酸性，(2)イオン化による溶媒和エントロピー低下の低減，および(3)電離したpAA近傍への陽イオンの濃縮，の3点である．(1)，(3)に関しては，水和リチウムが実質的なプロトンキャリアとして作用することを考えると理解しやすい．このことは，濃厚LiTf2N水溶液中で実質的に「自由水」が枯渇していることと整合性がある．(2)の帰属が難しいものの，エンタルピーと相殺することによって，見かけのpKaは水溶液中とあまり変化していない事実も明らかとなった．一方，これら以外の酸塩基性および溶媒和熱力学はほぼ水溶液中と同じであり，濃厚LiTf2Nの溶媒としての性質はほとんどが陽イオンに依存することが示された．反応媒体としての濃厚電解質のデザインのエネルギーベースの指針となるだろう．

Modern chemical に の お い て, electrolyte solution に お け る electrolyte の unseen fruit は, Debye Huckel theory ま た は こ れ を expand し た モ デ ル で Cha わ れ る. し か し な が ら electrolyte が high-concentration に な る と, electrolyte そ の も の が solvent と し て solvent and に send す る だ ろ う. Under the condition of こ の よ う な に お い て, purpose イ オ ン が ど の よ う な status で soluble し て い る か を Ming ら か に す る necessary が あ る. This research topic で は, super strong condition を り out す こ と が で き る electrolyte で あ る リ チ ウ ム ビ ス (ト リ フ ル オ ロ メ タ ン ス ル ホ ニ ル) イ ミ ド (LiTf2N) in aqueous solution, に お け る anti 応 thermodynamic か ら, anti 応 media と し て の features に ア プ ロ ー チ し た. Balance their dissociation and boggy acid の ionization balance お よ び ポ リ ア ク リ ル acid の ionization balance に お け る anti 応 thermodynamic を, bush thin electrolyte aqueous solution か ら thick (20 mol/kg, モ ル 0.265) ま で し, aqueous solution of と compare し た results, and thin in aqueous solution, と の violations い は に under intensive さ れ た : (1) internal エ ネ ル ギ ー に high い acid, (2) イ オ ン change に よ る solvent and エ ン ト ロ ピ ー の is low, low お よ び (3) ionization し た pAA nearly alongside へ の Yang イ オ ン の enrichment, at 3 o 'clock の で あ る. (1), (3) に masato し て は, water and リ チ ウ ム が be qualitative な プ ロ ト ン キ ャ リ ア と し て role す る こ と を exam え る と understand し や す い. こ の こ と は, thick and LiTf2N で in aqueous solution to be qualitative に "free water" が withered 渇 し て い る こ と と integrated が あ る. (2) の 帰 difficulty to し が い も の の, エ ン タ ル ピ ー slay と す る こ と に よ っ て, see か け の pKa は in aqueous solution, と あ ま り variations change し て い な い things be も Ming ら か と な っ た. Outside the party, こ れ ら の acid salt basic お よ び solvent and thermodynamics は ほ ぼ と in aqueous solution with じ で あ り, thick LiTf2N の solvent と し て の nature は ほ と ん ど が Yang イ オ ン に dependent す る こ と が shown さ れ た. The 応 media と し て の strong electrolyte の デ ザ イ ン の エ ネ ル ギ ー ベ ー ス の pointer と な る だ ろ う.

项目成果

ソルボンヌ大学(フランス)

索邦大学（法国）

Calorimetric Detection of Aggregation and Redispersion of Polyacrylic acid-coated Maghemite Nanoparticle in Protic Ionic Liquids

聚丙烯酸包覆磁赤铁矿纳米粒子在质子离子液体中聚集和再分散的量热检测

• 发表时间: 2022
• 作者: KANZAKI Ryo;SAKO Mika;KODAMATANI Hitoshi;TOMIYASU Takashi
• 通讯作者: TOMIYASU Takashi

トリフルオロメタンスルホン酸N,N-ジエチルエタノールアンモニウム中におけるポリアクリル酸被覆ナノ粒子の凝集・分散エンタルピー

聚丙烯酸包覆纳米粒子在N,N-二乙基乙醇三氟甲磺酸铵中的凝聚和分散焓

• 发表时间: 2021
• 作者: 諏訪雅頼;東條友紀;塚原聡;神﨑 亮，酒匂 美夏，児玉谷 仁，冨安 卓滋，Clement Guibert，Jerome Fresnais，Veronique Peyre
• 通讯作者: 神﨑 亮，酒匂 美夏，児玉谷 仁，冨安 卓滋，Clement Guibert，Jerome Fresnais，Veronique Peyre

Distribution, alkylation, and migration of mercury in soil discharged from the Itomuka mercury mine

糸冢汞矿排放土壤中汞的分布、烷基化和迁移

• DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.152492
• 发表时间: 2022
• 期刊: Science of the Total Envionment
• 作者: Hitoshi Kodamatani;Azusa Shigetomi;Junna Akama;Ryo Kanzaki;Takashi Tomiyasu
• 通讯作者: Takashi Tomiyasu

Inhibitory effect of alkyl groups on N-nitrosamine formation from secondary and tertiary alkylamines with monochloramine

烷基对仲烷基胺和叔烷基胺与一氯胺形成 N-亚硝胺的抑制作用

• DOI: 10.1016/j.eti.2021.101520
• 发表时间: 2021
• 期刊: Environmental Technology & Innovation
• 影响因子: 7.1
• 作者: Hitoshi Kodamatani;Taketo Tanisue;Takahiro Fujioka;Ryo Kanzaki;Takashi Tomiyasu
• 通讯作者: Takashi Tomiyasu