| Project/Area Number |
23K04519
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
高口 豊 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (10293482)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 光捕集 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / フラーレン / 光触媒 / 水分解 / 人工光合成 / 光捕集アンテナ |
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| Outline of Research at the Start |
半導体性カーボンナノチューブ(CNT)の光捕集アンテ ナ機能の実証と、それを用いたCNT光触媒系の可視光エネルギー変換効率の向上を目指し、CNT表面のアクセプター分子とその吸着量を変化させ、界面の構造が、CNT上 の励起子の挙動にどう影響を与え、それが水素生成反応効率にどう現れるかを明らかにする。 得られる成果は、低次元ナノ材料の励起子制御技術の知見集積へと貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1． CNTの光捕集機能を確認するために必要なC60デンドロンの合成検討を行った。当初の合成計画では目的分子が得られなかったため、合成計画を変更し、検討を続けている。
２． CNT表面にフェロセン色素を導入した新たな光誘起電子移動系の構築に成功した。この表面にC60デンドロンを導入することで、電子抽出能が向上することを見出た。これにより、色素の光捕集機能とCNTの光捕集機能を、同様なナノ構造で比較することが可能となった。
３． CNTの光捕集機能を確認するために必要な、高活性助触媒の開発を行い、TiO2-Ptナノ粒子が、高い活性を示すことを見出した。
４. CNTと同様に、励起子の束縛エネルギーが高く、光捕集機能が期待される遷移金属ジカルコゲニドの表面物理修飾を利用した光触媒機能を確認した。
５. 具体的には、MoSe2/C60を光増感剤として用いる水素製造に成功した。
６. WS2/アントラセン、および、MoS2/アントラセンを光増感剤として用いる水素製造に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初目的としていたC60誘導体の合成には至っていないが、分子デザインを変更することで、解決できる見込みである。また、高活性な助触媒の発見、CNT表面への色素導入、遷移金属ダイカルコゲナイドの利用など、当初の見込みを超えた成果が上がりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
１． C60デンドロンの末端に導入する金属錯体リガンドを、ビピリジンからフェナントロリンに変更することで、前駆体の合成まで成功しているので、引き続きC６０デンドロンの合成検討を続ける。
2. CNT表面にフェロセン色素を導入した新たな光誘起電子移動系を利用し、色素の光捕集機能とCNTの光捕集機能を、同様なナノ構造で比較する検討を継続する。
２． 遷移金属ダイカルコゲナイドの光捕集機能を確認可能な光触媒系を発見したので、触媒系の改良と光捕集機能の確認について検討を進める。
3. 低次元ナノ材料の光捕集機能を明らかにするための電子移動界面構築法について、引き続き検討を進め、これまで明らかになっていなかった光捕集機能の評価を可能とする。
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