金属イオン認識能を持つ高分子イオン伝導体の合成と評価

具有金属离子识别能力的聚合物离子导体的合成与评价

• 批准号: 05236211
• 负责人: 大野 弘幸
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05236211/
• 关键词: イオン伝導; 金属イオン; 認識; 高分子; クラウンエーテル; ポリエチレンオキシド; 溶解度

金属イオンを認識し、それを移動速度に反映できる系としてイオン伝導性高分子に着目し、金属イオン認識能を持つ高分子溶媒の設計を目的として、主に高分子とイオンの相互認識を2つの系で評価した結果を報告する。まず、各種クラウンエーテル環を主鎖上に有する高分子を合成し、これにアルカリ金属塩を溶解させ、複素インピーダンス測定から交流イオン伝導度を算出した。金属イオンの認識を正確にイオン伝導度に反映させる目的で、クラウン環上下からヒドロキシルによる作用が期待できる単位構造を持つクラウンエーテル高分子を合成した。さらに、アニオン席を高分子鎖上に固定し、アニオンの移動を抑止し、カチオンのみを供出できる高分子イオン伝導体を合成し、クラウンエーテル高分子と混合した。この系で、クラウン環のキャビティサイズに対応するアルカリ金属イオンの移動抑制が明確に認められた。クラウン環のキャビティが対象とするカチオンよりも大きい場合は、協同的な捕捉能は働かず、むしろ極性環境として塩解離を促進する効果があることも見いだされた。次に、ポリエチレンオキシド(PEO)に代表されるポリエーテルオリゴマー(PO)に溶解させた無機塩は、加熱すると結晶として析出する特性を詳細に検討した。まず、昇温により析出する塩は比較的高い格子エネルギーを持っている一群であることを明らかにした。また、加熱により析出する塩の格子エネルギーの下限は、カチオン半径の関数であることを明らかにした。ポリプロピレンオキシド(PPO)を利用すれば、結晶が析出する塩の格子エネルギーの臨界値をシフトさせることも可能であった。この現象が溶媒の高分子性に起因するならば、塩の溶解度の温度依存性が負となるPOの臨界鎖長の下限が存在するはずである。一連のPOを用いて無機塩の溶解度を検討したところ、臨界鎖長の下限が認められ、しかもカチオン半径に伴い増大した。さらに、POの中で複数の塩を混合させた系では、カチオンとアニオンの考え得る組み合わせの中で、最も格子エネルギーの大きな塩が析出してくることも明らかになった。

Metal イ オ ン を し, そ れ を movement speed に reflect で き る department と し て イ オ ン 伝 conductivity polymer に mesh し, metal イ オ ン can know を aim with つ polymer solvent の design を と し て, Lord に polymer と イ オ ン の mutual understanding を 2 つ の is で review 価 し た results を reports す る. ま ず, various ク ラ ウ ン エ ー テ を master lock に ル ring す る し を polymer synthesis, こ れ に ア ル カ リ metal salt dissolve を さ せ, complex element イ ン ピ ー ダ ン ス determination か ら communication イ オ ン 伝 conductance を calculate し た. Metal イ オ ン の を correct に イ オ ン 伝 conductance に reflect さ せ る purpose で, ク ラ ウ ン ring up か ら ヒ ド ロ キ シ ル に よ る effect が expected で き る 単 a tectonic を hold つ ク ラ ウ ン エ ー テ ル を synthetic polymer し た. さ ら に, ア ニ オ ン seats を polymer locked に fixed し, ア ニ オ ン の mobile を dampening し, カ チ オ ン の み を for out で き る polymer イ オ ン 伝 を synthetic し, conductor ク ラ ウ ン エ ー テ ル polymer mixed と し た. こ の で, ク ラ ウ ン ring の キ ャ ビ テ ィ サ イ ズ に 応 seaborne す る ア ル カ リ metal イ オ ン の migration inhibitory が に clearly recognize め ら れ た. ク ラ ウ ン ring の キ ャ ビ テ ィ が like と seaborne す る カ チ オ ン よ り も big き い は, co-ordinated な can capture は 働 か ず, む し ろ polar environment と し て salt dissociation を promote す る unseen fruit が あ る こ と も see い だ さ れ た. に, ポ リ エ チ レ ン オ キ シ ド (PEO) に representative さ れ る ポ リ エ ー テ ル オ リ ゴ マ ー (PO) dissolve に さ せ た inorganic salt は, heating す る と crystallization と し て precipitation す る features を detailed に beg し 検 た. ま ず, warming に よ り precipitation す る salt は comparative high い grid エ ネ ル ギ ー を hold っ て い る a group of で あ る こ と を Ming ら か に し た. ま た, heating に よ り precipitation す る salt の grid エ ネ ル ギ ー の floor は, カ チ オ ン radius の masato number で あ る こ と を Ming ら か に し た. ポ リ プ ロ ピ レ ン オ キ シ ド (PPO) を using す れ ば precipitation, crystallization が す る salt の grid エ ネ ル ギ ー の critical numerical を シ フ ト さ せ る こ と も may で あ っ た. こ の phenomenon が solvent の polymer cause sexual に す る な ら ば, salt の solubility の temperature dependency が negative と な る PO の critical long の lock floor が exist す る は ず で あ る. For の PO を with い て inorganic salt の solubility を beg し 検 た と こ ろ, long critical lock の floor が recognize め ら れ, し か も カ チ オ に ン radius with い raised large し た. さ ら に, PO の で in plural の salt を mixed さ せ た department で は, カ チ オ ン と ア ニ オ ン の exam え る group み broken わ せ の で, the most も grid エ ネ ル ギ ー の big き な salt precipitation が し て く る こ と も Ming ら か に な っ た.

项目成果

H.Ohno et al.: "Crystallization of inorganic salts in poly(propylene oxide)oligomers by heating" Solid State Ionics.68(印刷中). (1994)

H.Ohno 等人：“通过加热使聚环氧丙烷低聚物中的无机盐结晶”Solid State Ionics.68（出版中）。

H.Ohno et al.: "Decreased solubility of alkali metal salts by heating in poly(ethylene oxide)oligomers" Solid State Ionics.(印刷中)68. (1994)

H. Ohno 等人：“在聚环氧乙烷低聚物中加热可降低碱金属盐的溶解度”Solid State Ionics（出版中）68。（1994 年）