2015 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波交番電磁界の印加によるナノシート積層構造光触媒の電子移動制御
| Project/Area Number |
15J08370
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
岸本 史直 東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
|
| Keywords | ベクトル電子移動反応 / ナノシート / 光触媒 / 光誘起電子移動 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
シートエッジ近傍にPt(terpy)錯体を固定化したチオール修飾チタン酸ナノシートとアルケン修飾タングステン酸ナノシートの交互積層体を、チオール-エンクリック反応を利用して創製した。更に積層体層間にはRu(bpy)3錯体を導入した。この構造体の創製について、粉末X線回折による積層構造の同定、TEM観察による積層縞の観察、CHN有機元素分析による錯体分子導入量の決定などによってキャラクタライズした。可視光照射によるタングステン酸とRu(bpy)錯体の励起によって、タングステン酸からチタン酸へのRu(bpy)3錯体を介したベクトル電子移動反応が起こることを示した。このベクトル電子移動反応は、タングステン酸伝導帯から光励起状態のRu(bpy)3の空のHOMOレベルへの電子移動と、光励起状態のRu(bpy)3のLUMOレベルからチタン酸伝導帯への電子移動によって達成され、それぞれの電子移動を近赤外拡散反射分光法と時間分解蛍光減衰測定法によって定量的に確認した。チタン酸伝導帯に蓄積された電子は、Pt(terpy)へと移動し、水を還元して水素を発生させることがわかった。
Euをドープしたランタンニオブ酸ナノシートとタングステン酸ナノシートの交互積層体を、チオール-エンクリック反応によって創製した。この交互積層体中では、紫外光照射によってランタンニオブ酸伝導帯からタングステン酸伝導帯への電子移動反応が起こることが予想される。この電子移動過程とEuの発光過程は競合して起こる反応であることが、Euの発光減衰測定によって明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
シートエッジ近傍にPt(terpy)錯体を固定化したチオール修飾チタン酸ナノシートとアルケン修飾タングステン酸ナノシートの交互積層体については、当初の計画通りに構造体が創製でき、構造体中で起こる光物理過程の詳細な評価も完了した。
計画には述べていなかった新規な研究として、Euをドープしたランタンニオブ酸ナノシートとタングステン酸ナノシートの交互積層体の創製を行い、構造体中で起こる光物理過程の評価を行った。この構造体中で起こる光誘起電子移動反応はEuの発光減衰測定によって詳細に評価することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
Euをドープしたランタンニオブ酸ナノシートとタングステン酸ナノシートの交互積層体中の電子移動反応過程は、発光減衰測定によって定量的に評価することができる。それぞれの電子移動ステップがマイクロ波交番電磁界の印加によって受ける影響を、導波管型マイクロ波照射装置中での発光減衰測定によって明らかにする。これにより、交互積層体中での光物理過程のマイクロ波による影響に関する基盤的知見を蓄積する。
続いてシートエッジ近傍にPt(terpy)錯体を固定化したチオール修飾チタン酸ナノシートとアルケン修飾タングステン酸ナノシートの交互積層体中で起こる光物理過程のマイクロ波交番電磁界による影響を評価し、マイクロ波交番電磁界による光触媒反応の促進を示す。
|
