電荷-中性イオン対の相関/非相関のイオン動力学: イオン液体中のイオン性の起源

Driver G. W.; Huang Y.; Laaksonen A.; Sparrman T.; Wang Y.-L.; Westlund P.-O.

文献

J-GLOBAL ID：201702216654873367 整理番号：17A0499602

電荷-中性イオン対の相関/非相関のイオン動力学: イオン液体中のイオン性の起源

Correlated/non-correlated ion dynamics of charge-neutral ion couples: the origin of ionicity in ionic liquids

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資料名：
巻： 19 号： 7 ページ： 4975-4988 発行年： 2017年
JST資料番号： A0271C ISSN： 1463-9076 CODEN： PPCPFQ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

1-ブチル-3-メチル-1H-イミダゾリウムヘキサフルオロりん酸塩[C₄mim][PF₆]のプロトン/フッ化物スピン格子(T₁)核磁気緩和分散(NMRD)測定を,様々な温度で,10kHz~40MHzのプロトンLarmor周波数で,高磁場分光計および高速磁場サイクリング装置を用いて実施した。イオン間及び双極子-双極子緩和メカニズムに基づく単純な緩和モデルによって,NMRDプロファイルを解釈した。323Kでの原子分子-イオン動力学シミュレーションを用いて,関連するスピン双極子-双極子(DD)相関関数を計算した。その結果,NMRDプロファイルがイオン内およびイオン間スピンDD相互作用を用いて合理化され得ることを示したが,アニオンは主として,カチオンとの一時的な相関のためにイオン再配向によって調節した。電荷-中性イオン対(すなわち,[C₄mim][PF₆),および[C₄mim]⁺イオンの再配向動力学はナノ秒(ns)の時間範囲にあり,一方,再配向[PF₆]^-は,ピコ秒(ps)体制における再指向性相関時間によって特性化した。NMRDプロファイルに基づいて,著者らは,[PF₆]^-の主な緩和メカニズムは,速い内部再配向運動,およびアニオンがその一時的に反対に荷電したカチオンパートナーに近接して存在するとき,部分的に平均化されたF-Fイオン内およびF-Hイオン間DDカップリングによるものであると結論づけた。F-T₁-NMRDデータから,H含有電荷-中性イオン結合[C₄min][PF₆]から生じる相関する再配向モジュレーションによるものと解釈されるns分散を示した。イオン性の分析は遊離アニオン画分fに基づいており,検討した最高温度でf→1の温度で増加した。イオンの相関した非相関動力学として,H-F NMRDプロファイルからそのフラクションを得た。高磁場におけるC,H,F,およびPのT₁緩和速度の分析は,イオンの割合を一般に与えることはできないが,DD-イントラ,およびインター,CSA-イントラによる緩和寄与を伴うNMRDプロファイルに基づく解釈と一致し(Cの場合は-インター),Pのスピン回転を含んだ。本検討により,トランジェント相関/非相関イオン動力学の同定を介して,タイトルイオン液体中のイオン輸送を支配する機構の説明につながった。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

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融解塩 , 固相転移 , 有機化合物のNMR , イミダゾール

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