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

离子液体和油之间非水液液界面的电化学：科学原理构建和纳米材料制造

• 批准号: 21H02046
• 负责人: 西 直哉
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H02046/
• 关键词: イオン液体; 液液界面; 金属ナノ構造; 卑金属; 界面電荷移動

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。

This year, the に and <s:1> <s:1> liquid (IL)/oil (O) interface におけるAl <s:1> reduction precipitation に has been particularly notable for <s:1> た. Metal の is yuan against 応 に お い て 駆 body before で あ る metal イ オ ン は AuCl_4 ^ - や PtCl_4 ^ 2 - な ど の よ う に salt compound misprinted を with い る こ と が く, misprinted を settle さ せ る た め に は before turning の Cl ^ - を coexistence さ せ る necessary が あ る. IL in で そ の よ う な metal イ オ ン を settle に exist さ せ る た め に は IL constitute ア ニ オ ン に Cl ^ - を use い る こ と が hope ま し く, low melting point の い hydrophilic IL で あ る C3OHmimCl を with い た. Youdaoplaceholder0, Al <s:1> reducing element precipitation <s:1> reverse 応 process で al-related <s:1> 応 や kinds of や salts また, the interface movement, gas particle formation が, and the reaction される. そ こ で, 27 Al NMR measurement に よ り, の O phase に solution before and after the 応 し て い る Al masato even イ オ ン kind の variations change を adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 and ガス検 tubes を are used to determine によ, and the gas source <s:1> is determined to を row った. ま た, anti 応 に よ る generated が exam え ら れ る AlCl_3, iBuAlCl_2, iBu_2AlCl に つ い て ト ル エ ン へ の solubility を べ, ト ル エ ン in で の is の possibility を 検 card し た. The following れら れら results を basis にIL/O interface におけるAl reduction precipitation mechanism を the following <s:1> ように examines the た. Interface electronic mobile に つ い て は, IL の AlCl_4 ^ - の is yuan と O の iBu_2AlH の acidification が up こ り, electronic が O か ら IL に mobile す る. <s:1> 応によ 応によ, Alが precipitates が, and hydrogens ガスが generate する. Youdaoplaceholder0 and iBu_2AlH <s:1> acidify the によ intermediate と て てiBu_2Al^+が to form する. Interface イ オ ン mobile に つ い て は, IL の Cl ^ - も し く は AlCl_4 ^ - が, interface electronic mobile に よ り 発 raw し た iBu_2Al ^ + に よ っ て thermodynamics に promote さ れ て IL か ら O へ イ オ ン mobile す る.

项目成果

In Situ Surface Roughness Analysis of Electrodeposited Co Films in an Ionic Liquid Using Electrochemical Surface Plasmon Resonance: Effect of Leveling Additives

• DOI: 10.1149/1945-7111/ac13d1
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Journal of The Electrochemical Society
• 影响因子: 3.9
• 作者: Naoya Nishi;K. Ezawa;T. Sakka

イオン液体と誘電体との間のソフト界面を電気化学的に使って

电化学利用离子液体和电介质之间的软界面

• 发表时间: 2022
• 作者: Lucic Marina;Wilson Michael T.;Tosha Takehiko;Sugimoto Hiroshi;Shilova Anastasya;Axford Danny;Owen Robin L.;Hough Michael A.;Worrall Jonathan A. R.;〇西 直哉
• 通讯作者: 〇西 直哉

Ionic distribution at the ionic liquid/water interface: an x-ray reflectometry study

离子液体/水界面的离子分布：X 射线反射测量研究

• 发表时间: 2021
• 作者: ○N. Nishi;S. Katakura;T. Sakka;W. Bu;B. Lin;M.L. Schlossman
• 通讯作者: M.L. Schlossman

Slow and Fast Dynamics at the Ionic Liquid/Gold Electrode Interface Separately Probed by Electrochemical Surface Plasmon Resonance Combined with Sequential Potential Pulse Techniques

电化学表面等离激元共振结合顺序电位脉冲技术分别探测离子液体/金电极界面的慢速和快速动力学

• DOI: 10.1149/1945-7111/ac58c4
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of The Electrochemical Society
• 影响因子: 3.9
• 作者: Zhang Shiwei;Sakka Tetsuo;Nishi Naoya
• 通讯作者: Nishi Naoya

液液界面における電気化学と電析

液-液界面的电化学和电沉积

• 发表时间: 2022
• 作者: 〇西 直哉