構造規制された分子組織配向場でのフラーレンの新電子機能

富勒烯在结构调控分子组织取向领域的新电子功能

基本信息

批准号：
11118260
负责人：
中嶋直敏
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagasaki 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

项目摘要

フラーレンの電気化学的挙動は、基礎のみならず様々な応用の観点からも興味深い。従来、フィルム系では極めて複雑かつ不安定とされてきたフラーレンの電子移動反応が、2電子もしくは3電子還元まで可逆あるいは準可逆反応として観測できるという極めて興味深いデータを得た。この成果を基に、本研究ではフラーレン・カチオン性脂質二分子膜コンポジットフィルム修飾電極系での電子機能を精査すること、並びにフラーレン脂質を素材する修飾電極の電子機能を解明することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。まず、フラーレンC60/人工脂質修飾電極系の電気化学および分光電気化学を行った。その場電気化学近赤外吸収スペクトル測定を行ったところ、-400mV電位固定において、1076nmに吸収極大を示すフラーレンモノアニオンラジカルのスペクトルが得られた。また、フラーレン脂質を素材とする修飾電極を作成し、電解質として鎖長の異なるテトラアルキルアンモニウム塩、テトラアルキルフォスフォニウム塩の存在下に電子移動反応を水中にて行なった。微分パルスボルタモグラムの熱力学解析により、フラーレン脂質のラジカルアニオンおよびジアニオンに結合する電解質カチオンの数(それぞれp並びにq)とのラジカルアニオンおよびジアニオンと電解質カチオンとの結合定数(K)を求めた。電解質の鎖長がわずかに長くなると、結合定数が飛躍的に大きくなり、二分子膜を形成するフラーレン脂質アニオンが電解質アニオンと強いクーロン相互作用が存在することが示された。

富勒烯的电化学行为不仅从根本上而且从各种应用的角度来看都很有趣。我们获得了非常有趣的数据，表明富勒烯的电子转移反应传统上被认为在薄膜系统中极其复杂和不稳定，但可以观察到高达两个或三个电子还原的可逆或准可逆反应。基于这些结果，本研究旨在研究富勒烯/阳离子脂质双层复合膜修饰电极系统的电子功能，并阐明由富勒烯脂质制成的修饰电极的电子功能，我们获得了以下结果。首先，我们对富勒烯 C60/人工脂质修饰电极系统进行了电化学和光谱电化学研究。当进行原位电化学近红外吸收光谱时，当电位固定在-400 mV时，获得了在1076 nm处具有最大吸收的富勒烯单阴离子自由基的光谱。我们还创建了由富勒烯脂质制成的修饰电极，并在不同链长的四烷基铵盐和四烷基鏻盐作为电解质的情况下在水中进行电子转移反应。通过微分脉冲伏安图的热力学分析，得到与富勒烯脂质的自由基阴离子和二价阴离子键合的电解质阳离子（分别为p和q）的数量，以及自由基阴离子和二价阴离子与电解质阳离子之间的耦合常数（K）被确定。当电解质链长度稍微增加时，耦合常数急剧增加，表明形成双层膜的富勒烯脂质阴离子与电解质阴离子之间存在强烈的库仑相互作用。