電極酸化により生成する硝酸ラジカルを用いた炭素電極表面の構造規制

利用电极氧化产生的硝酸根调节碳电极表面的结构

• 批准号: 11118270
• 负责人: 柏村 成史
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118270/
• 关键词: 炭素繊維; 電極酸化; 硝酸ラジカル; 親水性; 修飾電極

硝酸イオン(NO3-)の電極酸性化により生成する硝酸ラジカル(NO3・)を用いて、グラファイト電極や、炭酸繊維電極の表面酸化を行うことにより炭素電極表面上に高効率で酸素官能基および、窒素官能基を導入できることを見出した。この方法は、等方性炭素繊維、PAN系炭素繊維、および、グラファイト等に広範に適用可能であることが明らかになった。また。この方法は、炭素繊維電極の表面改質、特に、親水性炭素繊維の有効な作成法として極めて有効であり、酸化処理した炭素繊維を用いた複合プラスチック材料は未処理の炭素繊維を用いた場合と比べ約1,5倍の強度を示すことが明らかになった。さらに、炭素繊維上の官能基の反応性を利用して、炭素繊維電極の表面を化学的に修飾することも可能であることが明らかになった。これらの官能基により修飾した修飾炭素電極は、反応性に大きな違いがあり、たとえば、水酸基で修飾した電極を用いてベンゾフェノンの還元カップリングを行った結果生成物のd,1体の比率が未修飾の電極を用いた場合の約倍になり、電極表面の水酸基の効果が顕著に現われることを見出した。また、水酸基を立体的に嵩高いエステル基で修飾すると、カップリング生成物の比率が顕著に減少し、単純還元体であるアルコールの比率が増加することが明らかになった。さらに、光学活性なシトロネリックアシッドで修飾した電極ではd,1体の比率が顕著に変化することも分かった。

Nitric acid (NO3-) is produced by acidification of the electrode. Nitric acid (NO3-) is used to acidify the surface of the electrode and carbon electrode. The introduction of acid functional groups and pigment functional groups on the surface of carbon electrode with high efficiency has been observed. This method is applicable to isotropy carbon fiber, PAN carbon fiber, carbon fiber and carbon fiber.また。The method comprises the following steps of: preparing a carbon fiber electrode by surface modification, special treatment and hydrophilic carbon fiber; and performing acidification treatment on the carbon fiber electrode by using a composite material, wherein the strength of the carbon fiber electrode is about 1,5 times higher than that of the untreated carbon fiber electrode. In addition, the functional groups on the carbon electrode are chemically modified. The functional groups of the modified carbon electrode are highly reactive, and the hydroxyl groups of the electrode surface are highly reactive. As a result, the ratio of the product to the monomer is about twice that of the unmodified electrode. The ratio of organic compounds to organic compounds decreased and the ratio of organic compounds to organic compounds increased. In addition, the optical activity of the modified electrode can be reduced.

项目成果

柏村成史: "Electroreductive Intramolecular Cyclization of Olefinic Esters and Its Application to the Synthesis of Muscone"Acta Chem, Scand.. 53. 949-951 (1999)

Shigefumi Kashimura：“烯烃酯的电还原分子内环化及其在麝香酮合成中的应用”Acta Chem，Scand.. 53. 949-951 (1999)

柏村成史: "Surface Oxidation and Activation of Carbon Fiber Using Radical NO3・Generated by Anodic Oxidation of NO3-"Electrochemistry,. 67(12). 1117-1119 (1999)

Masashi Kashiwamura：“利用NO3阳极氧化生成的自由基NO3进行碳纤维的表面氧化和活化”电化学，67(12)。

柏村成史: "Electroreductive Synthesis of Polysilanes, Polygermanes, and Related Polymers with Magnesium Electrodes"J.Org.Chem.,. 64(18). 6615-6621 (1999)

Masashi Kashiwamura：“使用镁电极进行聚硅烷、聚锗烷和相关聚合物的电还原合成”J.Org.Chem., 64(18) (1999)。