全反射XAFS法によるイオン液体対イオンの表面での溶媒和構造に関する研究

全反射XAFS法研究离子液体抗衡离子表面溶剂化结构

• 批准号: 20031020
• 负责人: 荒殿 誠
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20031020/
• 关键词: イオン液体; 全反射XAFS; 溶媒和構造; 表面吸着膜; イオンの水和状態; 界面熱力学; 混合吸着膜; イオン液体吸着膜; 吸着の相図; 剰余ギブズエネルギー; 表面張力

(1) イミダゾリウム系イオン液体である1-decy1-3-methylimidazolium bromide(以下DeMIMBrと書く)の水溶液/空気表面吸着膜中での臭化物イオンには、水溶液中と同じように6水和状態のものと4水和程度でイミダゾリウムカチオンとイオンペアーを形成しているものの二つの状態がある。(2) 通常、陽イオン界面活性剤と非イオン界面活性物質は、イオン-双極子相互作用によるシナジズムのために混合吸着膜において混ざりやすくなる。ところが1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate(以下HMIMBF4と書く)と1-ブタノール混合系の吸着膜では、陽イオン-非イオン混合系であるにもかかわらず、混ざりにくくなるという全く逆の結果となった。これはイミダゾリウムカチオンとBF4アニオンの強い静電相互作用により、吸着膜でイオンペアーが形成され、したがって陽イオン-双極子相互作用が有効に働かないことによると結論した。(3) カチオンを共通にもつ1-hexyl-3-methylimidazolium bromide(以下HMIMBr)とHMIMBF4の混合吸着膜の研究により、ほぼ全混合組成領域において臭化物イオンは水溶液中と同じように6水和状態のものであることが全反射XAFSスペクトル解析から明確に示された。すなわちBF4アニオンはイミダゾリウムカチオンの近くで水素結合を主体としたイオンペアーを形成し、臭化物イオンは拡散電気二重層にフリーの6水和状態として存在し、対イオン分離がおこっていると考えられる。(4) DeMIMBrでは飽和吸着での占有面積が0.57nm2程度まで緩やかな変化が続いているが、HMIMBF4では飽和吸着での占有面積が0.71nm2程度と大きい一方で、曲線がほぼ垂直に立っていることが明らかである。したがってHMIMBF4では1分子当たりの占有面積は炭化水素やイミダゾリウムリングの断面積(それぞれ0.18nm2、0.32nm2程度)よりも大きいにも関わらず吸着膜の等温圧縮率が非常に小さく、密に詰まった状態にあることがわかる。この状況はイミダゾリウム環に水平方向にほぼ隣接した場所にBF4アニオンがイオンペアーと形成して存在すると考えられる。

(1)The water solution/air surface adsorption film of 1-decy1-3-methylimidazolium bromide(hereinafter referred to as DeMIMBr) is formed in the water solution/air surface adsorption film of 6-decy1-3-methylimidazolium bromide(hereinafter referred to as DeMIMBr). (2)In general, positive and negative interfacial active substances and non-positive interfacial active substances are mixed in the form of adsorption films. 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate (HMIMBF4) 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate(HMIMBF 4) 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate 1-hexyl-4-methyl imidazolium tetrafluoroborate 1-hexyl-4-methyl imidazolium tetrafluoroborate 1 - 4-methyl imidazolium tetrafluoroborate 1 This is the conclusion of the strong electrostatic interaction between BF4 and the adsorption film. (3)The study of mixed adsorption film of 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide(hereinafter HMIMBr) and HMIMBF4 in common, the analysis of total reflection XAFS in water solution and the analysis of total reflection XAFS are clearly shown. In the case of the BF4, the main body of the hydrogen bond is formed, and the secondary layer of the hydrogen bond is dispersed. (4)DeMIMBr HMIMBF4 has a molecular weight of 100 m2. The molecular weight of HMIMBF4 has a molecular weight of 100 m2. The molecular weight of HMIMBF 4 has a molecular weight of 100 m2. The molecular weight of HMIMBF 4 has a molecular weight of 100 m2. This condition is caused by the horizontal direction of the ring and the adjacent position of the ring.

项目成果

Miscibility and distribution of counter ions of imidazolium ionic liquid mixtures at the air/water surface.

咪唑鎓离子液体混合物的反离子在空气/水表面的混溶性和分布。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Langumuir 25
• 作者: Ohki Sato;Y.Horii;C.Nakajima;J.Nakayama;H.Onoda;Kei Shimamoto
• 通讯作者: Kei Shimamoto

Thermodynamic and structure studies of Gibbs films at soft interfaces

软界面吉布斯薄膜的热力学和结构研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry (in press)
• 作者: M.Aratono;H.Matsubara;T.Takiue
• 通讯作者: T.Takiue

Adsorption and Solvation Structure of Bromide Ions in the Adsorbed Films of Cationic Surfactants Studied by the Total Reflection XAFS.

全反射XAFS研究阳离子表面活性剂吸附膜中溴离子的吸附和溶剂化结构。

• 发表时间: 2008
• 作者: T.Sanada;T.Matsumiya;長巳昌人;北市充;明光真澄;井川貴雄;平木康大;山本景太郎;三澤啓介;和田憲幸;真弓英明;和田憲幸;高崎史進;眞田智衛;山田絵美;川北健一;松宮知樹;橋新剛;加藤慧;与儀千尋;眞田智衛;T.Tsutsumi;T.Sanada;Y.Morimoto;斧田宏明;与儀千尋;山本景太郎;斧田宏明;橋新剛;川北健一;山本景太郎;山本景太郎;増川芳昭;森本悠介;井田貴夫;平木康大;松宮知樹;山本景太郎;藤岡大毅;川北健一;橋新剛;K. Kobayashi;T. Matsumiya;山田絵美;田中岳志;若井保孝;奥野照久;岡本吉晃;奥田秀樹;渡辺巌;牧村慎一;島本圭;島本圭;小野原明日香;M. Aratono
• 通讯作者: M. Aratono

The miscibility and distribution of counter ions of imidazolium ionic liquid mixtures at the air/water surface

咪唑鎓离子液体混合物在空气/水表面的混溶性和反离子分布

• 发表时间: 2009
• 作者: 福山英司;宮田隆志;浦上忠;M.Aratono
• 通讯作者: M.Aratono

Adsorption of 1-Decyl-3-methylimidazolium Bromide and Solvation Structure of Bromide at the Air/Water Interface

• DOI: 10.2116/analsci.24.1279
• 发表时间: 2008-10
• 期刊: Analytical Sciences
• 影响因子: 1.6
• 作者: M. Aratono;Kei Shimamoto;A. Onohara;D. Murakami;H. Tanida;I. Watanabe;T. Ozeki;H. Matsubara;T. Takiue