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Photo charge-separation engineering based on acceptor integrated porous metal complexes

Research Project

Project/Area Number 19K05514
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
Research InstitutionOkayama University of Science

Principal Investigator

Mitsumi Minoru  岡山理科大学, 理学部, 教授 (20295752)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsアクセプター内包多孔性亜鉛ポルフィリン錯体 / 光電荷分離 / 亜鉛ポルフィリンダイマー錯体 / 光レドックス触媒 / 光水素発生 / 過渡吸収スペクトル / アクセプター内包多孔性金属ポルフィリン錯体 / フラーレン / スピン反転 / 多孔性金属錯体 / アクセプター集積多孔性金属錯体 / ポルフィリン錯体
Outline of Research at the Start

本研究では,アクセプターを細孔内に集積化した亜鉛(II), 白金(II), パラジウム(II)のアクセプター集積多孔性金属ポルフィリン錯体を開発し,マイクロ秒オーダーの寿命をもつ光電荷分離システムの創製を目指す.申請者が開発に成功したC60内包多孔性亜鉛ポルフィリン錯体の構築方法をベースに,様々なアクセプター集積多孔性金属ポルフィリン錯体の構築方法を検討する.開発した錯体について,光電荷分離状態や電荷再結合の詳細を分光学的に精査し,光電荷分離状態を長寿命化する原理の導出を目指す.さらに,光エネルギー変換材料への応用展開を意図して,結晶性積層薄膜の成膜と光電変換特性の評価について検討する.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the following two themes to develop a photo charge-separation system that can be used for photo energy conversion. (1) By extending a two-dimensional square lattice, we have constructed a network structure in which fullerenes are densely packed in the pores. We tried to delay charge recombination by accepting electrons in the bands that form. (2) To investigate the delay of charge recombination by retarding the reverse electron transfer using the spin reversal due to the intersystem crossing, the porphyrin complexes containing heavy metal ions were co-crystallized with C60, and their crystal structures and absorption spectra were investigated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光エネルギー変換が可能な光電荷分離システムを開発する視点から,電子アクセプターとしてC60を内包した六つのC60内包亜鉛ポルフィリンダイマーの開発を行い,ユニークな結晶構造をとることを明らかにするとともに光物性を調べた.このうちの一つの錯体を光レドックス触媒に用いて,実際に水素発生を示すことを明らかにした.さらに,C60を内包していない原料の亜鉛ポルフィリンダイマーでも水素発生が行えることも明らかにした.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Redox-triggered reversible modulation of intense near-infrared and visible absorption using a paddlewheel-type diruthenium(<scp>iii</scp>) complex2021

    • Author(s)
      Kataoka Yusuke、Imasaki Nanako、Yano Natsumi、Mitsumi Minoru、Handa Makoto
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 50 Issue: 27 Pages: 9547-9553

    • DOI

      10.1039/d1dt01681d

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large‐Amplitude Thermal Vibration‐Coupled Valence Tautomeric Transition Observed in a Conductive One‐Dimensional Rhodium-Dioxolene Complex2021

    • Author(s)
      Mitsumi Minoru、Komatsu Yuuki、Hashimoto Masahiro、Toriumi Koshiro、Kitagawa Yasutaka、Miyazaki Yuji、Akutsu Hiroki、Akashi Haruo
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 27 Issue: 9 Pages: 3074-3084

    • DOI

      10.1002/chem.202004217

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アクセプター内包多孔性亜鉛ポルフィリンダイマーの合成, 結晶構造, 光物性2022

    • Author(s)
      大城 実之,満身 稔,浦上千藍紗,橋本秀樹
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会 ,口頭B講演,J403-3pm-05,オンライン開催
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アクセプター内包多孔性亜鉛ポルフィリンダイマーの合成,結晶構造,光物性2021

    • Author(s)
      大城 実之,満身 稔,浦上千藍紗,橋本秀樹
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会,2B-01,オンライン開催
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structure And Properties of One-Dimensional Rhodium-Dioxolene Complex2021

    • Author(s)
      R. Shintani, Y. Ooura, T. Tanaka, M. Mitsumi, Y. Kataoka, V. A. Kuropatov, and V. K. Cherkasov
    • Organizer
      IX International Conference "High-Spin Molecules and Molecular Magnets", XIV Russian-Japanese Workshop "Open Shell Compounds And Molecular Spin Devices"
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 亜鉛ポルフィリンダイマー錯体の合成と光物性2021

    • Author(s)
      大城 実之,満身 稔,浦上千藍紗,橋本秀樹
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会,P-34,オンライン開催
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フラーレン内包多孔性亜鉛ポルフィリンダイマーの合成,結晶構造,光物性2021

    • Author(s)
      大和田晃平,満身 稔,浦上千藍紗,橋本秀樹
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会 (2021),口頭B講演
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Dynamic Mixed-Valence State Observed on One-dimensional Rhodium-Semiquinonato Complex2021

    • Author(s)
      Minoru Mitsumi
    • Organizer
      The 1st Asian Conference on Molecular Magnetism online, OT05, JAPAN
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] フラーレン内包多孔性亜鉛ポルフィリンダイマーの合成と結晶構造2020

    • Author(s)
      大城実之,岡本大輝,満身 稔
    • Organizer
      2020日本化学会中国四国支部大会 島根大会,IN14
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 多孔性拡張π共役亜鉛ポルフィリン錯体の合成と結晶構造2020

    • Author(s)
      大和田 晃平, 羽藤 大貴,満身 稔
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会,2PB-06,オンライン開催
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] フラーレン内包多孔性亜鉛ポルフィリンダイマーの合成と結晶構造2020

    • Author(s)
      大城実之,岡本大輝,満身 稔
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会,2PB-05,オンライン開催
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 拡張π共役亜鉛ポルフィリン錯体の合成と結晶構造2019

    • Author(s)
      大和田 晃平,羽藤 大貴,満身 稔
    • Organizer
      錯体化学会 第69回討論会,3PB-012,名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] アクセプター包接白金ポルフィリン錯体の合成,構造,光物性2019

    • Author(s)
      岡本 大輝,松原 壮志,満身 稔,浦上千藍紗, 橋本 秀樹
    • Organizer
      錯体化学会 第69回討論会,3PB-014,名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 多孔性拡張π共役亜鉛ポルフィリン錯体の合成と結晶構造2019

    • Author(s)
      大和田 晃平,羽藤 大貴,満身 稔
    • Organizer
      2019年度先端錯体工学研究会 (SPACC) 年会,岡山理科大学岡山キャンパス(岡山市)
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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