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超臨界二酸化炭素を利用した無欠陥の導電性高分子超薄膜の作成

使用超临界二氧化碳创建无缺陷导电聚合物超薄膜

基本信息

批准号：
04F04529
负责人：
大竹勝人
金额：
$ 0.77万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04529/
关键词：
超臨界二酸化炭素導電性高分子電解重合

项目摘要

ポリピロールなどの導電性高分子は燃料電池や超小型コンデンサなどへの応用が期待されている。これらの導電性薄膜は水や有機溶媒中での電解重合により作製されているが、電解中に発生する水素ガスや溶媒中における物質移動速度の制限により均一で薄い膜を得ることが難しい。一方、超臨界流体、特に超臨界二酸化炭素は溶媒特性を操作条件で制御できる高機能性溶媒である。また、超臨界二酸化炭素は水素と完全に混合するとともに、物質移動が早いため、水素の効率的除去や物質移動に起因する不均一性の緩和が可能である。本研究では、超臨界二酸化炭素と有機溶媒と導電性高分子原料の均一系超臨界反応場を用いて、緻密な導電性高分子超薄膜の電気化学作製技術を確立することが目的とする。また、膜形成のメカニズムを明らかにするとともに、作製した薄膜の諸物性を評価した。具体的な研究実績は以下のように得られた:(1)薄膜の電解重合について、明らかにした相挙動の観察結果を基づいて、独自に作成した超臨界電解重合実験装置を使い、超臨界二酸化炭素を溶媒とした導電性高分子膜の電解重合が成功した。レーザー顕微鏡を用いて測定した結果から、均一な超臨界状態で合成した膜の表面粗さは、有機溶媒で得られたものの約1/10であり、超臨界状態において均一かつ緻密な重合膜が形成されるのが確認された。また、超臨界二酸化炭素中における膜の成長速度は有機溶媒中により遅いことが明らかにした。(2)膜形成のメカニズムについて、独自に作成した高圧電気化学実験用電極を用いて、有機溶媒および均一系超臨界反応場での電極反応を解析した。超臨界二酸化炭素の有機溶媒への添加により、電気化学活性種の拡散速度は速くなるとともに、電極反応は電気化学的に可逆系から不可逆系へシフトすることが分かった。均一超臨界反応場で優れた特性を持つ導電性高分子薄膜の形成は、低誘電率、低粘度の超臨界二酸化炭素は電極反応の電子移動と物質移動両過程への影響によるものと考えた。

We are looking forward to the use of ultra-miniature electric polymer fuel cell and electric polymer fuel cell. The speed limit for the movement of copper in water, water, water and water. The operating conditions of one-party, super-boundary fluid and special super-boundary dicarboxylic acid solvent properties are to control the performance of high-performance solvent. Temperature, ultra-acidified carbon, water and water are completely mixed, material movement is early, moisture removal is due to the cause of heterogeneity and possibility. In this study, organic solvents, electronic polymer raw materials, ultra-thin film electrochemistry, ultra-thin film electrochemistry are used in this study. The formation of the film, the formation of the film, the formation of the film and the formation of the film. The specific research results are as follows: (1) thin-film electrolysis of supercritical carbon dissociation coincidence device and superacidified carbon dissolvent solvent electrolysis coincident polymer film electrolysis of superacidified carbon solvents were successfully achieved. The results showed that the surface of the composite membrane was coarser than the surface of the composite membrane, the temperature of the organic solvent was about 10 kHz, and the supercritical temperature was uniformly dense. The results showed that the surface of the composite membrane was coarse, the organic solvent was about 1 kHz, and the supercritical temperature was homogenized. The growth rate of maleic acid film in maleic acid and super acidified carbon is much higher than that in organic solvent. (2) the formation of the film is characterized by high-voltage electrical engineering, chemical engineering, active electricity, and organic solvent. (2) the formation of the film, the formation of the film and the analysis of the film. The organic solvent of super-acidified carbon can be added to the organic solvent, the dispersion rate of electrochemical activity is very fast, and the reversible system of electrochemistry is irreversible. The properties of uniform supercritical temperature field are highly sensitive to the formation of electrical polymer films, low thermal conductivity, low viscosity supercritical carbon diacidizing, and negative effects on the process of moving electrons.