二段階光励起を用いたイオン液体の構造ゆらぎの観測

使用两步光激发观察离子液体的结构涨落

• 批准号: 19J10269
• 负责人: 藤井 香里
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10269/
• 关键词: イオン液体; 光解離反応; 溶媒和ダイナミクス; 再結合ダイナミクス; 時間分解分光測定; 分子動力学計算; 構造緩和; 二段階光励起; 時間分解発光測定; 過渡吸収測定

光解離生成物に対する溶媒再配向過程と競争して起こる、解離生成物の再結合反応に着目した。カチオン種の異なる複数のイオン液体(ILs)中において再結合収率や収率の時間変化はよく似ており、再結合収率が溶媒の粘度に依存しないことが実験結果から分かった。これらの結果を、まずは拡散方程式から導かれるラジカルの生き残り収率によって理論的に考察したところ、再結合収率を表す吸収強度の時間変化の全時間領域を再現することはできなかった。光解離後の溶媒和によって、解離生成物の周囲に溶媒のケージが形成され、再結合反応の障壁が形成されていることが原因であると考え、井戸型ポテンシャルを含む反応モデルを新たに構築した。拡散係数とポテンシャル井戸の深さをパラメータとして実験結果をフィットすると、単純な拡散律速モデルでは再現できなかった長時間での生き残り収率を再現することができた。これは光解離直後、ラジカル対が溶媒のケージの中に閉じ込められることで再結合が起こりやすくなることを意味している。また長時間領域での再結合収率は、短時間での急激な収率の減少に起因しているため、実験より得られた再結合収率の全時間変化を新たに構築したモデルを使って解釈することに成功した。ILsの構造ゆらぎの観測のため、溶媒であるILsを構成する分子の向きを一時的に制御し、そこからの緩和過程を溶質分子のスペクトルシフトから議論することでILsの構造ゆらぎをとらえることを試みた。本年度は、二段階光励起のシステムにもとづいた測定システムの構築と実際の測定を行った。長鎖のアルキル炭素鎖をもつILs中において、配向制御光による溶媒和の非平衡状態が形成されていること、また配向制御によって通常の溶媒和ダイナミクスの測定からは検出されない溶媒ILsの運動を観測している。今後はILsの種類や、プローブ分子の荷電状態や極性を変えて測定を行う予定である。

The photodissociation products に rematch with the する solvent in a process of と competition て to form <s:1> る, the dissociation products <s:1> recombine and then 応に target each other た. カ チ オ ン kind の different な る plural の イ オ ン liquid insurance-linked securities (ILs) に お い て recombination rate of 収 や 収 rate の time variations change は よ く like て お り, combining 収 rate が solvent の に dependent viscosity し な い こ と が be 験 results か ら points か っ た. こ れ ら の results を, ま ず は company, dispersion equations か ら guide か れ る ラ ジ カ ル の raw き residual り 収 rate に よ っ て theory looks at し に た と こ ろ, combining を 収 rate table す 収 absorption strength の time variations change の full time domain を reappearance す る こ と は で き な か っ た. Photolysis is の after solvent and に よ っ て, dissociative products の weeks 囲 に solvent の ケ ー ジ が form さ れ, coupled with the 応 の barrier が form さ れ て い る こ と が reason で あ る と え test, well opens type ポ テ ン シ ャ ル を containing む anti 応 モ デ ル を new た に build し た. Company, dispersion coefficient と ポ テ ン シ ャ ル well opens の deep さ を パ ラ メ ー タ と し て be 験 results を フ ィ ッ ト す る と, 単 pure な company spread law of speed モ デ ル で は reappearance で き な か っ た long で の raw き residual り 収 rate を reappearance す る こ と が で き た. こ れ は photolysis from straight after, ラ ジ カ ル が seaborne solvent の ケ ー ジ の に in closed じ 込 め ら れ る こ と で combining が up こ り や す く な る こ と を mean し て い る. ま た long time domain で の combining は 収 rate, short time で の nasty shock な の 収 rate reduce に cause し て い る た め, be 験 よ り have ら れ た combining 収 rate の full time - the new た を に build し た モ デ ル を make っ て solution 釈 す る こ と に successful し た. Skyriver の tectonic ゆ ら ぎ の 観 measuring の た め, solvent で あ る skyriver を constitute す の る molecules to き を transient に royal し, そ こ か ら の detente process を solute molecules の ス ペ ク ト ル シ フ ト か ら comment す る こ と で skyriver の tectonic ゆ ら ぎ を と ら え る こ と を try み た. This year, <s:1> and two-stage light-excited システムに システムに とづ た た た determination システム <s:1> construction と actual <s:1> determination を conduct った. Long locks の ア ル キ ル carbon lock を も つ skyriver in に お い て, match to the royal light に よ る non-equilibrium state solvent and の が form さ れ て い る こ と, ま た match to the system of imperial に よ っ て usually の solvent and ダ イ ナ ミ ク ス の determination か ら は 検 out さ れ な い solvent skyriver の movement を 観 measuring し て い る. Types of future は skyriver の や, プ ロ ー ブ molecular の charged state や を polarity - え て measurement line を う designated で あ る.

项目成果

光解離反応からみたイオン液体中における特異な分子ダイナミクス

从光解反应的角度研究离子液体中独特的分子动力学

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤井香里;矢木智章;中農浩史;佐藤啓文;遠藤太佳嗣;木村佳文1
• 通讯作者: 木村佳文1

イオン液体中における 光解離反応に特有の分子ダイナミクスの観測と理論的考察

离子液体中光解离反应特有分子动力学的观察和理论思考

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤井香里;中農浩史;矢木智章;佐藤啓文;遠藤太佳嗣;木村佳文
• 通讯作者: 木村佳文

Excited state proton transfer of cyanonaphthol in high-temperature and high-pressure alcohol: Effect of solvent polarity and hydrogen bonding ability

氰基萘酚在高温高压醇中的激发态质子转移：溶剂极性和氢键能力的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: Kaori Fujii; Yoshifumi Kimura
• 通讯作者: Yoshifumi Kimura

溶媒和過程を考慮した イオン液体中における光解離生成物の再結合ダイナミクスの解明

考虑溶剂化过程阐明离子液体中光解产物的重组动力学

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤井香里;中農浩史;矢木智章;佐藤啓文;遠藤太佳嗣;木村佳文
• 通讯作者: 木村佳文

Solvation dynamics of ionic liquids viewed from the photo-dissociation of bis(p-aminophenyl)disulfide

从双(对氨基苯基)二硫化物的光解观察离子液体的溶剂化动力学

• 发表时间: 2019
• 作者: Kaori Fujii;Hiroshi Nakano;Hirofumi Sato;Takatsugu Endo;Yoshifumi Kimura
• 通讯作者: Yoshifumi Kimura