イオン液体中で特有な金属イオン溶媒和クラスターの構造化学と分離分析への展開研究

离子液体中独特金属离子溶剂化簇的结构化学和分离分析

• 批准号: 07J03963
• 负责人: 藤井 健太
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo (2009)Saga University (2007-2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03963/
• 关键词: イオン液体; 溶媒和; 金属イオン; 液体構造; ナノ不均一構造; 分離分析; 金属イオン溶媒和; 金属イオン錯形成

本年度は主に、(1)低粘性イオン液体中における金属イオン溶媒和とその特異性、(2)イオン液体(IL)中で発現するナノ相分離現象の静的・動的構造について実験・理論の両面から研究を進めた。低粘性を示す1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)amide,[C2mim][FSA]中のLiイオン溶媒和構造についてRaman分光法により調べたところ、[C2mim][FSA]中のLiイオンには3つのFSAが配位し、[Li(FSA)3]錯体が平均構造として溶存していることが分かった。この結果は、最も一般的に用いられる[TFSA]アニオンからなるIL中での結果(2つのTFSAがbi-dentate配位子として溶媒和する)とは大きく異なる。高エネルギーX線散乱(HEXRD, SPring-8)および理論的手法により詳細に検討したところ、FSAは酸素原子を使ってLiイオンに配位すること、その配位様式はbidentate FSAが1つ、mono-dentate FSAが2つであることが明らかになった。(2)では、比較的長いアルキル鎖を有するIL中で発現するナノ相分離現象について、小角中性子散乱実験(SANS)、HEXRDおよびMDを駆使し、その静的構造特性を調べた。[Cnmim][TFSA](n:アルキル鎖長数)を研究対象とした。重水素化ILを独自に合成し、同位体置換法を適用したSANS実験を行ったところ、鎖長の増加とともにナノスケールレベルでの構造形成が促進すること、これは主に長距離アニオン相関の成長に起因することが分かった。このことは、HEXRD実験およびMDの結果と良く一致した。最近では、高分解能X線非弾性散乱実験(Spring-8)をIL系に世界で初めて滴用し、ILの集団的ダイナミクス評価に研究を拡張している。

This year, we have made progress in the research of (1) the specificity of metal solvent and solvent in low viscosity liquid,(2) the development of static and dynamic structure of phase separation phenomenon in liquid (IL). Low viscosity indicates that 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)amide,[C2mim][FSA] is a solvent and a structural component of Li in [C2mim][FSA]. The results are different from those of the most common use (TFSA) and the most common use (TFSA). X-ray scattering (HEXRD, SPring-8) is a theoretical method for detailed analysis, coordination of FSA atoms with Li atoms, and coordination of FSA atoms with mono-dentate FSA atoms. (2)The phase separation phenomenon occurs in the middle of the IL, the small angle dispersion phenomenon (SANS), the HEXRD phenomenon and the MD phenomenon occur in the middle of the IL, and the static structural characteristics are adjusted. [Cnmim][TFSA](n: ARL lock length) The isoform substitution method is suitable for the synthesis of heavy water and IL, and the structural formation of heavy water and IL is promoted by the increase of lock length and the increase of lock length. The results of HEXRD are consistent with those of MD. Recently, high resolution energy X-ray scattering (Spring-8) has been studied in the world for the first time in the past.

项目成果

Structure, Solvation and Acid-Base Property in Ionic Liquids

离子液体的结构、溶剂化和酸碱性质

• 发表时间: 2010
• 期刊: Pure and Applied Chemistry (印刷中)
• 作者: T. Baba;et.al.;H.SHIMAKOSHI;H. Shimakoshi;田尾周一・仁位梨沙・高野亜紀・森川全章・君塚信夫;森川全章・仁位梨沙・高野亜紀・君塚信夫;石黒慎一
• 通讯作者: 石黒慎一

Effect of methylation at the C2 position on the liquid structure of ionic liquids revealed by large-angle X-ray scattering experiments and MD simulations

大角X射线散射实验和MD模拟揭示C2位甲基化对离子液体液体结构的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem.Lett. 38
• 作者: K.Fujii;et al.
• 通讯作者: et al.

Lithium-ion Solvation in Room Temperature Ionic Liquids Involving Bis-(trifluorosulfonyl) Imide Anion Studied by Raman Spectroscopy and DFT Calculations

通过拉曼光谱和 DFT 计算研究涉及双（三氟磺酰）酰亚胺阴离子的室温离子液体中的锂离子溶剂化

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Chem. B 111
• 作者: Y. Umebayashi;Kenta Fujii;et al.;Kenta Fujii;Kenta Fujii;Yasuhiro Umebayashi
• 通讯作者: Yasuhiro Umebayashi

広角X線散乱実験およびMDシミュレーションによるイオン液体,l-ethyl-3-methylimidazolium bis-(trifluoromethansulfonyl) imide"の液体構造解析

通过广角 X 射线散射实验和 MD 模拟对离子液体 L-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺进行液体结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 藤井健太;他;藤井 健太;藤井 健太
• 通讯作者: 藤井 健太

Alkyl-chain Dependence on the Liquid Structure of Room-Temperature Ionic Liquid(Oral)

室温离子液体液体结构的烷基链依赖性（口服）

• 发表时间: 2009
• 作者: 藤井健太;他
• 通讯作者: 他