概念的に新しい塩橋の開発と液間電位差研究の新展開

新概念盐桥的发展和液体接界电位差研究的新进展

基本信息

批准号：
17655031
负责人：
垣内隆
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

疎水性の常温溶融塩(イオン液体、以下RTMS)からなる塩橋を作成し、その性能を確認した。まず1-Methyl-3-octylimidazolium bis(trifuluoromethylsulfonyl)imide(C8mimC1C1N)を塩橋とし、種々の電解質水溶液と接触させたときの電位変動を調べた。濃度が1mMから2Mの濃度範囲のKCl, NaCl, LiCl, HCl水溶液との界面の電位差は界面生成直後から1mV以内で長時間安定であった。RTMSをフッ化カビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体でゲル化してもこの安定性は不変であった。したがって、界面の電位差はC8mim^+イオンとC1C1N^-イオンの分配電位差で規定されており、このRTMSは予想通り概念的に新しい塩橋として働くことが実証されたのみならず、ゲル化によってもこの性質が損なわれないことから、実用的にも有用であることが明らかとなった。さらに、1mM以下の低イオン強度の水溶液と接した場合でも電位が安定であることから、既存の濃厚KCl水溶液の塩橋に比して、試料の汚染が少ないこと、メンテナンスに要する労力が飛躍的に軽減されること、広いイオン強度の溶液に対して安定な電位を示すこと、界面の形状に影響されないこと、など大きな利点を有することが証明された。塩橋が示す電位を最適化することなどを目的として、他のイオンからなるRTMSについても、塩橋としての性能を比較検討した。アニオンをpentafluoroethylsulfonyltrifluoromethylsulfonylimideやbis(pentafluoroethylsulfonyl)imideとした場合も、上記のRTMSとほぼ同等の性能が得られた。また、perfluoroalkyltrifluoroborateについても、ほぼ同等の性能が得られた。

我们创建了由疏水性室温熔盐（离子液体，以下简称RTMS）制成的盐桥并验证了其性能。首先，我们使用1-甲基-3-辛基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺(C8mimC1C1N)作为盐桥，研究了其与各种电解质水溶液接触时的电位波动。界面形成后，与浓度范围为1mM～2M的KCl、NaCl、LiCl、HCl水溶液的界面电位差长期稳定在1mV以内。即使当RTMS与二氟乙烯-六氟丙烯共聚物胶凝时，这种稳定性也保持不变。因此，界面处的电位差由 C8mim^+ 离子和 C1C1N^- 离子之间的分配电位差定义，并且该 RTMS 不仅被证明可以像预期的那样作为概念上的新盐桥发挥作用，而且还归因于凝胶化。由于该特性没有受到损害，因此很明显它对于实际目的也是有用的。此外，由于即使与1mM以下的低离子强度水溶液接触时电位也稳定，因此与现有的浓KCl水溶液盐桥相比，样品污染较少，维护所需的劳动力也大大减少。已被证明具有巨大的优势，例如能够降低能耗，对各种离子强度的溶液表现出稳定的潜力，并且不受界面形状的影响。为了优化盐桥所表现出的潜力，我们比较了由其他离子组成的盐桥 RTMS 的性能。当阴离子为五氟乙基磺酰基三氟甲基磺酰亚胺或双(五氟乙基磺酰基)亚胺时，获得与上述RTMS几乎相同的性能。此外，用全氟烷基三氟硼酸盐获得了几乎相同的性能。