2000 Fiscal Year Annual Research Report
新エネルギー資源創製のための高活性高分子触媒の開発と解析に関する研究
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10650862
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Research Institution | IBARAKI UNIVERSITY |
Principal Investigator |
金子 正夫 茨城大学, 理学部, 教授 (90109794)
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Keywords | 光電子移動 / ビピリジンルテニウム錯体 / メチルビオロゲン / ナフィオン / 電子移動機構 / 水の酸化触媒 / プロトン還元触媒 |
Research Abstract |
光化学エネルギー変換で重要な,高分子膜系における光励起状態の電子移動反応を研究するために,ナフィオン膜にRu(bpy)_3^<2+>およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)を吸着し,Ru錯体光励起状態からMV^<2+>への電子移動反応を研究した.特に,共存する水の効果を明らかにするために,吸湿膜と乾燥膜について比較した.ビオロゲン濃度を関数とした発光強度および励起状態の減衰から,いずれも分子が動かないで電子移動が起こる静的機構で進行することが明らかとなった.乾燥膜では電子移動の間に分子が全く動かない機構で進行するのに対し,吸湿膜では励起状態の間に分子が少し動いて動的に電子移動が起こる過程も含み,しかも反応効率がはるかに大きいことが分かった.基底状態の電子移動について電気化学的に機構を解析し,系の違いや移動する電荷種の違いにより,分子拡散,電荷ホッピングと機構が異なることを明らかにした. 水の酸化触媒として,アンモニアやビピリジンを配位子とするルテニウム錯体の高分子膜中における活性を解析して,高分子膜中における触媒分子間の相互作用が,水の酸化の4電子過程や触媒の2分子間分解に及ぼす効果を定量的に解析した.また,高分子膜に分散したポルフィリンやフタロシアニン,あるいはポリピリジン錯体などが,電気触媒化学的プロトン還元による水素発生に高い活性を持つことを明らかにし,基礎的挙動を解析した.
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Research Products
(8 results)
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[Publications] Toshiyuki Abe: "Electrocatalysis for Proton Reduction by a Coated Nafion Membrane Dispersing Ruthenium Moieties"Electrochim. Acta. 45. 4009-4014 (2000)
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[Publications] Kazuhiro Hirano: "Sensitization of TiO_2 Particles by Dyes to Achieve H_2 Evolution by Visible Light"J.Photochem. Photobiol., A : Chem.. 136. 157-161 (2000)
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[Publications] Hidenobu Shiroishi: "Analysis of Charge Hopping between Redox Center Molecules in a Polymer Membrane Based on Percolation Theory"Polym.Adv.Tech.. (in press). (2001)
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[Publications] Kentaro Nagoshi: "Catalytic Activity of [(bpy)(H_2O) Ru-O-Ru (H_2O)(bpy)_2]^<4+> for Four-electron Water Oxidation"J.Mol.Cat.,A : Chem.. (in press). (2001)
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[Publications] Toshiyuki Abe: "Electrocatalysis for Proton Reduction by Polypyridyl Platinum Complexes Dispersed in a Polymer Membrane"Europ.Polym.J.. (in press). (2001)
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[Publications] Hidenobu Shiroishi: "Activity Analysis of Trans-[RuCl_<2E2 (NHS23>)_4]^+ Incorporated into Nafion Membrane for Water Oxidation Catalyst"J.Mol.Cat.,A : Chem.. (in press). (2001)
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[Publications] 金子正夫: "新編光学材料ハンドブック8.3節 人工光合成"(株)リアライズ社. 15 (2000)
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[Publications] 金子正夫: "太陽エネルギー利用ハンドブック(改訂版) 第一編、6.4節,蓄エネルギー有機化学反応"日本太陽エネルギー学会. 6 (2000)