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高次π空間を利用した光電変換機能発現

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of highly elaborated pai-space and its function
Project/Area Number 23108721
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

羽會部 卓 (羽曾部 卓)  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70418698)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords光エネルギー変換 / ポルフィリン / 分子集合体 / 光誘起電子移動 / 配位結合
Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでに亜鉛テトラピリジルポルフィリン[ZnP(Py)4]によって構成される特異な六角柱型結晶特性を利用して中空構造を有するナノチューブ状棒状分子集合体と光エネルギー変換系への展開を行ってきた。本研究では新たにZnP(Py)4ナノチューブ(外層)の高い光捕集および酸化還元機能と内包されるPt/TiO2ナノ粒子の光触媒機能を組み合わせた新規なポルフィリンナノロッド[Pt/TiO2- ZnP(Py)4 nanorod]の作製を行った。
Pt/TiO2ナノ粒子は過去の報告例に従って合成した。ポルフィリンナノロッドは0.80 mM cetyltrimethyl-ammonium bromide (CTAB)水溶液(15 mL)を調整し、一方で0.25 mM ZnP(Py)4およびPt/TiO2ナノ粒子(0.5 g L#8211;1)のDMF溶液を別途調整した。その後、DMF溶液を水溶液に混ぜ合わせて室温で30分間撹拌し、集合体を作製した。走査型電子顕微鏡 (SEM) にて構造評価を行ったところ、Pt/TiO2粒子を含まない集合体では中空構造を有する多数のチューブ状集合体が観測されるが 、Pt/TiO2粒子を含む場合は中空内部が埋まった棒状構造となる。
次に、フタル酸緩衝液 (pH = 4.5) 中、電子源としてニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)もしくはアスコルビン酸を用いて420 nm以下の紫外領域をカットしたキセノンランプ光 (300 W) を用いて光触媒反応を行った。10時間光照射を行ったところ、ガスクロマトグラフィーにて2 μmolの水素発生を確認した。また、ZnP(Py)4ユニットの内包の効果について検討するために、単位白金量当たりの水素発生量を比較したところ、ZnP(Py)4六角柱構造に内包化された場合は100 倍以上の水素発生量を観測した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Remarkable Enhancement of Photocatalytic Hydrogen Evolution Efficiency Utilizing An Internal Cavity of Supramolecular Porphyrin Hexagonal Nanocylinders Under Visible-Light Irradiation2013

    • Author(s)
      Taku Hasobe, Havato Sakai、Kentaro Mase, Kei Ohkubo, Shunichi Fukuzumi,
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Issue: 9 Pages: 4441-4449

    • DOI

      10.1021/jp400381h

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon Nanohorn-Porphyrin Dimer Hybrid Material for Enhancing Light Energy Conversion2012

    • Author(s)
      T. Hasobe et al
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 116 Issue: 17 Pages: 9439-9449

    • DOI

      10.1021/jp302178q

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zinc Phthalocyanine-Graphene Hybrid Material for Energy Conversion: Synthesis, Characterization, Photophysics and Photoelectrochemical Cell Preparation2012

    • Author(s)
      T. Hasobe et al
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 116 Issue: 38 Pages: 20564-20573

    • DOI

      10.1021/jp305783v

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation and Structural Control of Metal Coordination-Assisted Supramolecular Architectures of Porphyrins. Nanocubes to Microrods2012

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 48(in press) Issue: 37 Pages: 4441-4443

    • DOI

      10.1039/c2cc30756a

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diameter-Sorted SWCNT-Porphyrin and SWCNT-Phthalocyanine Conjugates for Light-Energy Harvesting2011

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 12 Issue: 12 Pages: 2266-2273

    • DOI

      10.1002/cphc.201100377

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Nanoarchitectures Composed of Porphyrins and Carbon Nanomaterials for Light Energy Conversion2011

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Journal Title

      J.Porphyrins Phthalocyanines

      Volume: 15 Issue: 05n06 Pages: 301-311

    • DOI

      10.1142/s1088424611003318

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Porphyrin hexamer with a triphenylene core unit : Spectroscopy, electrochemistry and controllable supramolecular formation2011

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Journal Title

      J.Porphyrins Phthalocyanines

      Volume: 15 Issue: 07n08 Pages: 639-651

    • DOI

      10.1142/s1088424611003574

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高次分子集積化とエネルギー変換機能2012

    • Author(s)
      羽曾部 卓
    • Organizer
      超分子懇談会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2012-07-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Porphyrin-Based Photofunctional Nanoarchitectures for Energy Conversion and Electronics2012

    • Author(s)
      T. Hasobe
    • Organizer
      Seventh International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • Place of Presentation
      Jeju
    • Year and Date
      2012-07-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ポルフィリン高次集積体を利用した光エネルギー変換機能発現2012

    • Author(s)
      羽曾部卓, 他
    • Organizer
      高次π空間の創発と機能開発第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      メルパルク松山
    • Year and Date
      2012-03-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation and Structural and Photophysical Properties of Porphyrin Nanorods for Light Energy Conversion2011

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Organizer
      高次π空間の創発と機能開発第3回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2011-11-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属架橋を利用したポルフィリンナノ結晶のアスペクト比制御と光物性2011

    • Author(s)
      羽曾部卓, 他
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] TiO_2ナノ粒子が内包したポルフィリンナノロッドの作製と構造および光物性2011

    • Author(s)
      羽曾部卓, 他
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Supramolecular Nanoarchitectures for Solar Energy Conversion and Optoelectronics2011

    • Author(s)
      T.Hasobe
    • Organizer
      1st International Conference on BioInspired Materials for Solar Energy Utilization
    • Place of Presentation
      ギリシャ・ハニア(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation and Structural and Photophysical Properties of Porphyrin Nanorods for Light Energy Conversion2011

    • Author(s)
      T.Hasobe, et al
    • Organizer
      高次π空間の創発と機能開発第6回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2011-07-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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