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J-GLOBAL ID：201902283203626955   整理番号：19A2617126

雲母表面間の荷電及び親水性閉じ込めにおける親水性及び疎水性イオン液体の構造,動力学及び静電気学に及ぼす水の影響【JST・京大機械翻訳】

Influence of Water on Structure, Dynamics, and Electrostatics of Hydrophilic and Hydrophobic Ionic Liquids in Charged and Hydrophilic Confinement between Mica Surfaces

著者 (2件)： Han Mengwei (University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Espinosa-Marzal Rosa M. (University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 11  号： 36  ページ： 33465-33477  発行年： 2019年 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水は環境に遍在し,スーパーキャパシタ用のイオン液体ベース電解質における操作制約の起源である。本研究では,雲母表面間に閉じ込められた親水性(1-エチル-3-メチルイミダゾリウムエチルスルファート,abbr[EMIM]-[EtSO_4])および疎水性(1-エチル-3-メチルイミダゾリウムトリス-(ペンタフルオロエチル)-トリフルオロホスファートおよび1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス-(トリフルオロメチルスルホニル)-イミド,abbr[EMIM]-[FAP]および[EMIM]-[TFSI])の界面挙動に及ぼす水の影響を,表面力装置により正確に変調した分離および0%と50%RHの間の制御相対湿度で調べた。拡散実験により,水は一定の湿度閾値以上でナノ閉じ込めILsを自発的に侵入させ,閉じ込められた疎水性ILは表面誘起相分離の結果として十分高い環境湿度(ここで~45%)で完全に水に置換されることを明らかにした。この挙動は,それらが幅が数ナノメートルの親水性ナノ細孔に閉じ込められたとき,水と完全に混和しない他のILに対して普遍的であると期待される。界面構造,動力学,静電学に及ぼす環境湿度の影響を動的力測定により研究した。乾燥状態では,いくつかの層のイオンが雲母表面上に固定化され,有効粘度は約10から~3nmへの膜厚の減少とともに2桁まで増加した。最近の研究に基づいて,ナノ閉じ込めが高濃度電解質中のアニオン-カチオン会合を強化し,それによりILの流動性の損失を正当化することを提案した。相分離が排除されると,水は3つのILの層状構造中にインターカレートされ,乾燥状態に比べて層の厚さの変化をもたらす。さらに,著者らの結果は,界面水が表面に固定化されたイオンを防止し,[EMIM]-[FAP]<[EMIM]-[TFSI]<[EMIM]-[EtSO_4]の順にそれらの有効粘度を低下させることにより親水性および疎水性ILの流出を容易にすることを明らかにした。基礎となる機構を,静電相互作用のスクリーニングと選択したILの異なる程度への溶媒和によるイオン解離の増強における水の役割を考慮することにより評価した。考察した実験的観察は,共溶媒として水と結合した親水性ILを用いた分子動力学シミュレーションと中性子散乱研究によってなされた最近の発見を支持し,従って,水-(親水性)ILはスーパーキャパシタ用電解質としての探索の方向性を持つ。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *雲母 ,  計算機シミュレーション ,  アニオン ,  溶媒和 ,  *イオン液体 ,  粘度 ,  湿度 ,  *疎水性 ,  電力コンデンサ ,  *親水性 ,  静電相互作用 ,  界面 ,  電解質
準シソーラス用語： 固定化 ,  ナノ細孔 ,  ナノ閉込め ,  スーパーキャパシタ , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： イオン液体 ,  水 ,  親水性ナノ閉じ込め ,  界面動力学 ,  界面構造

分類 (3件)： 融解塩  (CB05050R) ,  固-液界面  (CB12050B) ,  電極過程  (CB07040U)

タイトルに関連する用語 (9件)： 雲母 ,  荷電 ,  親水性 ,  閉じ込め ,  疎水性 ,  イオン液体 ,  動力学 ,  静電気学 ,  水