イオン液体の凝固・融解過程の解明

离子液体凝固和熔化过程的阐明

• 批准号: 17655004
• 负责人: 西川 恵子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655004/
• 关键词: 超高感度示差熱分析; イオン液体; 凝固・融解過程; pre-melting; 回転異性体; リズム的相変化; 同時測定; Raman散乱; 磁性イオン液体; 磁場効果

イオンだけから構成されているにも関わらず、室温で液体である物質群「イオン液体」について、「なぜ融点が低いのか?」を解明すべく、我々は、凝固・融解過程の特質を詳細に調べた。nJの感度と安定性を有し、かつ準静的と近似できる熱変化を可能にした手作りの示差熱分析(DSC)装置を用いて、[BMIm]Cl、[BMIm]Br、[BMIm]FeCl_4、[isoPMIm]などについて、結晶⇔液体の相転移における詳細な熱物性の実験を行った。(BMIm: butyl-methyl-imidazorium、isoPMIm: iso-propyl-methyl-imiazorium)[bmim]Brにおいては、10K以上にわたるpremeltingの存在が明らかになった。すなわち、premeltingはカチオン中のブチル基の回転異性体の構造変化を伴っている。しかも、多くのイオンが共同的に構造変化をしている。凝固過程のDSCトレースに現れたピークの割れは、ブチル基の立体配座がGTのものはすぐ凝固できるが、TT配座のものは、GT配座に構造を変えて凝固するため、時間的遅れが生じるためである。このように、凝固・融解過程は、共同的な内部構造の変化を伴っており、このことがイオン液体を凝固しにくくしている一因子であると結論した。準静的といえるほどの昇温・降温変化での実験で、凝固や融解がリズム的に起こっていることを見出した。酸化・還元反応が行きつ戻りつするリズム的化学反応はZhabotinsky反応が有名であるが、リズム的相変化は本研究で初めて見出された現象である。リズム的相変化をする。ユニットは、10^<11>〜10^<13>個程度のイオンであり、イオン液体に存在すると言われているドメイン構造の大きさを初めて定量化した。熱分析は、何かが起こっているかは敏感に検知するが、それが何であるかの解答を与えてくれない。立体配座の変化に敏感なRaman散乱・DSCの同時測定装置を立ち上げ、種々のイオン液体の凝固・融解過程の研究に起用する準備が整った。

The composition of the liquid substance group "liquid" at room temperature,"melting point" and "low temperature" Please explain in detail the characteristics of the solidification and melting processes. Sensitivity, stability, quasi-static approximation, thermal transformation, possibility, manual differential thermal analysis (DSC) equipment,[BMIm]Cl,[BMIm]Br,[BMIm]FeCl_4,[isoPMIm], crystallization, phase shift, detailed thermal properties. (BMIm: butyl-methyl-imidazolium, isoPMIm: iso-propyl-methyl-imidazolium)[bmim]Br The structural transformation of the anamorphic bodies in the middle of the premelting and melting process. The structure of the common structure is changed. Solidification process of the DSC-based three-dimensional configuration of the GT, TT configuration of the DSC-based three-dimensional configuration of the GT, the DSC-based three-dimensional configuration of the GT The process of solidification and melting is a common factor in the transformation of internal structure. Quasi-static temperature rise, temperature drop, temperature rise, temperature rise, The chemical reactions of acidizing and reducing elements are known as Zhabotinsky reactions. The phase transformation of acidizing and reducing elements is the first phenomenon to be seen in this study. The change of phase of the system. There are 10 <11>to 10 degrees of fluid in the body<13>. Thermal analysis is not only sensitive but also sensitive. Preparation for the establishment of a simultaneous measurement device for Raman scattering and DSC in the study of solidification and melting processes of solids

项目成果

Melting and freezing behaviors of prototype ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium bromide and its chloride, studied by using a nano-Watt differential scanning calorymeter

使用纳瓦差示扫描量热计研究原型离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物及其氯化物的熔化和凝固行为

• 发表时间: 2007
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry (in press)
• 作者: T.Kimura;H.Koizumi;H.Kinoshita;T.Ichikawa;K.Nishikawa
• 通讯作者: K.Nishikawa

イオン液体II-驚異的な進歩と多彩な近未来-"熱現象で観たイオン液体の特異性"(大野弘幸編、部分執筆)

离子液体II - 惊人的进步和多彩的不久的未来 - “从热现象中看到的离子液体的特殊性”（由Hiroyuki Ohno编辑，部分写作）

• 发表时间: 2006
• 作者: H.Hotta;T.Ishijima;M.Sato;H.Sugai;菅井 秀郎(分担執筆);A. Sekiguchi;R. Kinjo;S. Inoue;I. Bejan;R. Kinjo;Gernot Frenking;Norio Nakata;Norio Nakata;Norio Nakata et al.;Norio Nakata et al.;Bagrat A.Shainyan et al.;A. Sekiguchi;S. Inoue;A. Sekiguchi;A. Sekiguchi;井上 茂義;S. Inoue;M. Sunako;砂子麻由美;竹内勝彦;西川恵子;K.Nishikawa;西川恵子
• 通讯作者: 西川恵子

熱物性から見たイオン液体

从热物性角度看离子液体

• 发表时间: 2007
• 期刊: 現代化学(東京化学同人) 2007年3月号
• 作者: 小林 利章;市田 英之;斎藤 順倫;谷口 淳子;鈴木 勝;Y.H.Matsuda;西川恵子
• 通讯作者: 西川恵子

熱現象で観たイオン液体の特異性「イオン液体II-驚異的な進歩と多彩な近未来-」(大野弘幸編)

从热现象看离子液体的独特性“离子液体II - 惊人的进步和多彩的不久的未来 -”（大野博之编辑）

• 发表时间: 2006
• 作者: 西川恵子;東崎健一
• 通讯作者: 東崎健一