2015 Fiscal Year Research-status Report
二酸化炭素の回収・濃縮および還元の両機能を併せ持つ金属錯体光触媒系の開発
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15K05461
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
森本 樹 東京工科大学, 工学部, 講師 (40452015)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 二酸化炭素還元 / 二酸化炭素捕捉 / レニウム錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化炭素（CO2）の還元光触媒能に加えて、その捕捉能も有することを見出したレニウム錯体について、その電子構造を変調し、また用いる反応条件を変化させることで、錯体構造および反応条件とCO2 捕捉能の間の相関関係を検討した。まず、ジイミン配位子の４位に種々の置換基を導入したレニウム錯体を調製した。これらの錯体を用い、ジメチルホルムアミド(DMF)-トリエタノールアミン(TEOA)混合溶媒中CO2雰囲気下において、錯体に配位しているジイミン配位子による置換基効果を検討した。その結果、ジイミン配位子の４位に電子求引性基を導入することで、CO2とTEOAを一分子ずつ取り込んだレニウム錯体の生成が優勢に、電子供与性基を導入することで抑制されることを明らかにした。次に、TEOAとともに用いる溶媒の種類を変化させ、CO2-TEOA付加錯体の生成の違いを確認した。ジメチルスルホキシドやテトラヒドロフラン中では、DMF中と同様にCO2-TEOA付加錯体の生成が見られた。一方で、アセトニトリル(CH3CN)中では、レニウム錯体に単座配位したCH3CN にTEOAが求核攻撃することで、対応するイミノエステル錯体が生成し、CO2雰囲気下でもCO2-TEOA付加錯体を生成しないことがわかった。さらに、TEOAの代わりに、塩基としてトリエチルアミン(TEA)、アルコールとしてエタノールを用いたところ、その両方が共存する場合のみ、CO2とエタノールが１分子ずつ取り込まれたレニウム錯体が得られることが明らかになった。これらのことから、ジイミン配位子の電子効果によりCO2捕捉能が変調可能であり、また、CO2捕捉には塩基とアルコールの両方の共存が不可欠であることがわかった。
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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
レニウム錯体によるCO2捕捉に関して、錯体に用いる配位子の種類と溶媒の満たすべき条件を明らかにし、当初の予定通りにその制御因子を明確にできたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果をもとに、CO2捕捉能を強化した錯体を合成し、高いCO2還元能とCO2捕捉能を有する光触媒系の開発を進める。
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