Ultrafast Dynamics of Ionic Liquids: Understanding of Molecular Level Aspects of Transition from Intermolecular Vibration to Structural Relaxation

离子液体的超快动力学:理解从分子间振动到结构弛豫转变的分子水平

基本信息

  • 批准号:
    18J12979
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-04-25 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は,イオン液体の特殊性の起源・本質を分子レベルで明らかにするため,イオン液体およびそれと構造や物性が類似した系のフェムト秒ダイナミクスの温度依存性を二種類の相補的な分光法、すなわちフェムト秒ラマン誘起カー効果分光およびテラヘルツ時間領域分光により検討し,イオン液体の特性が超高速ダイナミクスに与える影響の解明を目指したものである。昨年度の研究で一般的なイオン液体についての分子間振動ダイナミクスの温度依存性に関する系統的な結論が得られているため,今年度は特殊なイオン液体や系として、側鎖に硫黄原子を含むホスホニウム系イオン液体の合成および物性値の評価を行った。イオン液体の粘度を低下させる方法として,カチオンの側鎖へのエーテル基の導入や,イオン液体を構成する原子を同族のより重い原子に置換することなどが知られている。これらの知見に基づき,エーテル基の酸素原子を硫黄原子に置換したものに相当するチオエーテル基を含むイオン液体の合成を目指し,その物性値を測定することでチオエーテル基の影響を検討した。その結果,チオエーテル基を導入したイオン液体の粘度は無置換のイオン液体よりも粘度が高くなることが明らかになった。これは,重原子置換による効果よりもファンデルワールス力の増加による粘度の上昇効果が上回ったためではないかと考えられる。また,カチオンの側鎖が(エチルチオ)エチル基のものより(メチルチオ)エチル基のほうが炭素数が少ないにもかかわらず粘度が大きくなるという興味深い結果が得られた。エーテル基の場合(エトキシエチル基とメトキシエチル基)では粘度が大きくなる場合と小さくなる場合の両方が報告されており,この現象がチオエーテル基に特有のものであるのか,またカチオン構造やアニオン種に依存するのかといった点は,さらに多様なサンプルについて分光測定を含めた研究が必要である。
This study aims to investigate the origin, nature, molecular structure and physical properties of liquids, their temperature dependence, and their two complementary spectroscopic methods. The characteristics of the liquid can be clearly understood in terms of the impact of ultra-high-speed equipment. Last year's research on the temperature dependence of intermolecular vibration in general liquid systems has been carried out, and this year's study on the synthesis and physical properties of special liquid systems containing sulfur atoms has been carried out. The method of reducing the viscosity of the liquid is to introduce the atomic group of the liquid into the liquid, and to replace the atomic group with the atomic group. The effect of sulfur atoms on the synthesis of organic compounds is discussed As a result, the viscosity of the liquid is not replaced by the viscosity of the liquid. The result of heavy atom substitution is an increase in viscosity.また,カチオンの侧锁が(エチルチオ)エチル基のものより(メチルチオ)エチル基のほうが炭素数が少ないにもかかわらず粘度が大きくなるという兴味深い结果が得られた。In the case of a base, the viscosity is high, and in the case of a base, the viscosity is small. This phenomenon is unique to the base, and the structure is dependent on the species.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
フェムト秒ラマン誘起カー効果分光でみる非芳香族イオン液体の低振動数スペクトルの温度依存性
飞秒拉曼诱导克尔效应光谱观察非芳香族离子液体低频光谱的温度依赖性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柿沼翔平;城田秀明
  • 通讯作者:
    城田秀明
Effects of Anion Species on Temperature-Dependent Low-Frequency Spectral Features of Pyrrolidinium-Based Ionic Liquids
阴离子种类对吡咯烷离子液体随温度变化的低频光谱特征的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柿沼翔平;城田秀明
  • 通讯作者:
    城田秀明
Femtosecond Raman-Induced Kerr Effect Study of Temperature-Dependent Intermolecular Dynamics in Molten Bis(trifluoromethylsulfonyl)amide Salts: Effects of Cation Species
熔融双(三氟甲基磺酰基)酰胺盐中温度依赖性分子间动力学的飞秒拉曼诱导克尔效应研究:阳离子种类的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.8b03302
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kakinuma Shohei;Shirota Hideaki
  • 通讯作者:
    Shirota Hideaki
Liquid Properties of Ionic Liquids Based on Phosphonium Cations with (Alkylthio)alkyl Groups
  • DOI:
    10.1021/acs.jced.9b00033
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Shirota;Kotaro Takahashi;Masatoshi Ando;Shohei Kakinuma
  • 通讯作者:
    H. Shirota;Kotaro Takahashi;Masatoshi Ando;Shohei Kakinuma
Femtosecond Raman-Induced Kerr Effect Study of Temperature-Dependent Intermolecular Dynamics in Pyrrolidinium-Based Ionic Liquids: Effects of Anion Species
吡咯烷基离子液体中温度依赖性分子间动力学的飞秒拉曼诱导克尔效应研究:阴离子种类的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.8b10269
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kakinuma Shohei;Shirota Hideaki
  • 通讯作者:
    Shirota Hideaki
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  • 资助金额:
    $ 0.96万
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    $ 0.96万
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