非水電解液中におけるPTFEの電気化学的炭素化

Abstract

非水電解液中のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の電気化学的脱フッ素により、1次元炭素構造(カルビン)の合成を試みた。過塩素酸テトラブチルアンモニウム(TBAP)を含むテトラヒドロフラン(THF)溶液を電解液として用いた時には、0V vs. Li/Li(+)における定電位還元により、PTFEの電気化学的脱フッ素を進行させるのに成功した。ラマン分析を用いた結果によれば、ポリアセチレン構造が脱フッ素生成物の中に含まれていることが分かった。フーリエ変換赤外分光(FTIR)スペクトルは、脱フッ素生成物に炭素原子の3重結合が存在することを示唆した。他方、0V vs. Li/Li(+)における過塩素酸リチウム(LiClO4)を含むTHF溶液中では電気化学的脱フッ素は進行しなかった。さらに、LiClO4/THFを使用した場合には、炭素原子の3重結合は見いだされなかった。これら2種の電解液の電気化学的還元に対する安定性を考慮すると、TBAPの分解生成種がPTFEの脱フッ素を促進すると結論付けることが可能である。

One dimensional carbon structure (carbyne) was tried to be synthesized through electrochemical defluorination of Polytetrafluoroethylene (PTFE) in nonaqueous electrolytes. When Tetrahydrofuran (THF) solution containing Tetrabutylammonium Perchlorate (TBAP) was used as electrolyte, the electrochemical defluorination of PTFE proceeded sufficiently with the potentiostatic reduction at 0 V vs. Li/Li(+). According to the results with Raman analysis, it was found that polyacetylene structure were contained in the defluorination products. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) spectrum suggested the existence of triple bond of carbon atoms in the defluorination products. On the other hand, the electrochemical defluorination did not so proceed in THF solution containing lithium perchlorate (LiClO4) at 0 V vs. Li/Li(+). Moreover, triple bond of carbon atoms was not found when LiClO4/THF was used. Considering the stability against electrochemical reduction of these two electrolytes, it can be concluded that decomposed species of TBAP promote the defluorination of PTFE.