金属錯体及びポルフィリン超分子を用いたCO2光還元触媒系の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
25107508
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小島 隆彦 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20264012)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 遷移金属錯体 / ポルフィリン超分子 / 二酸化炭素固定 / プロトン共役電子移動 / 光誘起電子移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．ピリジンペンダントを有する３座ピリジルアミン配位子、及びそのCu(II)錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションを行った。各種分光学測定により、その錯体は水溶液中で三方両錐型５配位構造を取っていることがわかった。また、各種電気化学測定により、銅中心の酸化還元電位はpHに依存しないことがわかった。さらに、非キレートペンダントピリジンにおけるプロトン化により、pH 4.2では酸素の４電子電解触媒的還元反応が高い選択性で進行することを明らかにした。しかしながら、そのCu(II)錯体を用いたCO2の電解還元は進行しなかった。
２．ピリジン環を有する各種スルフィド誘導体配位子を合成し、それらのNi(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを行った。メタノール中における電気化学測定の結果、Ni(II)/Ni(I)の酸化還元電位において、CO2の還元に由来する触媒電流を観測した。触媒電流のオンセット電圧の最高値は-0.85 V (vs SCE)で、kcatは0.48 /sであった。このとき、２電子還元生成物であるCOが生成していることがガスクロマトグラフィにより示された。
３．４つのメソフェニル基のパラ位にカルボキシル基を導入した、サドル型歪みを呈するドデカフェニルポルフィリンとそのCu(II)錯体を合成し、その結晶構造解析を含むキャラクタリゼーションを行った。その結果、直径約4.5オングストロームのチャンネル構造が形成されていることがわかった。さらに、1気圧273 Kで吸着等温線を測定したところ、その超分子構造の細孔に8cm-3/gのCO2が吸蔵されることが明らかとなった。この銅錯体は、超分子構造を崩壊させてパウダー状になっても、1気圧273 KでCO2を吸蔵することも示された。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(93 results)
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[Presentation] A Series of Ring-Fused Porphyrins2014
Author(s)
Tomoya Ishizuka, Yuta Saegusa, Takahiko Kojima
Organizer
International Symposium on the Syntehsis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials(CURO-π),
Place of Presentation
京都大学黄檗プラザ（京都府）
Year and Date
2014-10-20
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[Presentation] A Series of Ring-Fused Porphyrins2014
Author(s)
Tomoya Ishizuka, Yuta Saegusa, Takahiko Kojima
Organizer
Eighth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
Place of Presentation
Istanbul Luetfi Kirdar Convention and Exhibition Centre (Istanbul, Turkey)
Year and Date
2014-06-24
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