Electrochemistry at the Non-aqueous Liquid-Liquid Interface between Ionic Liquids and Oils: Scientific Principle Construction and Nanomaterial Fabrication

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今年度は、イオン液体（IL）｜油（O）界面におけるAlの還元析出に着目した。金属の還元反応において前駆体である金属イオンはAuCl_4^-やPtCl_4^2-などのように塩化物錯体を用いることが多く、錯体を安定させるためには過剰のCl^-を共存させる必要がある。IL中でそのような金属イオンを安定に存在させるためにはIL構成アニオンにCl^-を用いることが望ましく、融点の低い親水性ILであるC3OHmimClを用いた。また、Alの還元析出の反応過程でAl関連イオン種や塩化物イオンの界面移動、気体の発生が予想される。そこで、27Al NMR測定により、反応前後のO相に溶存しているAl関連イオン種の変化を調べた。また、ガス検知管を用いた測定により、発生気体の同定を行った。また、反応による生成が考えられるAlCl_3, iBuAlCl_2, iBu_2AlClについてトルエンへの溶解度を調べ、トルエン中での存在の可能性を検証した。これらの結果を基にIL｜O界面におけるAlの還元析出機構を以下のように考察した。界面電子移動については、IL中のAlCl_4^-の還元とO中のiBu_2AlHの酸化が起こり、電子がOからILに移動する。この反応により、Alが析出し、水素ガスが発生する。また、iBu_2AlHの酸化により中間体としてiBu_2Al^+が生成する。界面イオン移動については、IL中のCl^-もしくはAlCl_4^-が、界面電子移動により発生したiBu_2Al^+によって熱力学的に促進されてILからOへイオン移動する。