2015 Fiscal Year Research-status Report
光機能性ポリヘドロ ン型超分子金属錯体の創成と高効率水素生成触媒への展開
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15K17897
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
片岡 祐介 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (20725543)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水素発生 / 人工光合成 / 金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、水の光還元反応に対して優れた水素発生能を有する事で知られている「ロジウム二核骨格」を含む「(光機能性)ポリヘドロン型超分子金属錯体」の創生を行い、水の光分解反応における水素発生触媒として応用する事を目指している。平成27年度の研究では、既に優れた触媒活性を持つ事が確認できている「ハーフパドロホイール型ロジウム二核錯体[Rh2(N-N)2(O2CCH3)2]2+ (N-N = 2,2'-bipyridineおよびその類似錯体」を骨格としたポリヘドロン型超分子金属錯体の合成と構造解析に着手した。その結果、3種類のポリカルボン酸系架橋配位子(cis-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-benzenedicarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid)を使用する事で、ループ形、三角形、四角形、八面体型のポリヘドロン型超分子金属錯体を合成する事に成功した。これらのポリヘドロン型超分子金属錯体は、[Ir(ppy)2(bpy)](PF6)を光増感剤として使用した際に、可視光照射下で極めて優れた水素発生を行った。興味深い事に、その触媒活性は、基本骨格であるハーフパドロホイール型ロジウム二核錯体よりも優れている事が確認できた。得られたポリヘドロン型超分子金属錯体の電子状態は、密度汎関数計算によって算出を行った。また、水素発生メカニズムを電気化学測定および発光スペクトル測定から調査した。
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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
現在までに、ビピリジル誘導体(N-N)を配位子とするハーフバドロホイール型ロジウム二核錯体[Rh2(N-N)2(O2CCH3)2]2+を骨格とし、ジカルボン酸(テレフタル酸、トリメシン酸、シクロヘキサンジガルボン酸)を架橋配位子としたポリヘドロン型超分子錯体の開発を行い、単結晶X線構造解析から、それらの錯体の立体的な分子構造を明らかにしてきた。また、電気化学測定においては、プロトン存在下で水素発生に由来する触媒電流を示す事が確認できた。[Ir(ppy)2(bpy)](PF6)を光増感剤として使用した際には、可視光の照射下で顕著な水素発生を確認する事に成功している。興味深い事に、開発したポリヘドロン型超分子金属錯体は、基本骨格であるハーフパドロホイール型ロジウム二核錯体よりも優れた水素発生能を有する事が確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度、29年度には、架橋配位子に光増感剤を用いたポリヘドロン型超分子金属錯体の開発を行う。得られたポリヘドロン型超分子金属錯体は、分光測定、電気化学測定、密度汎関数計算によって調査する事で水素発生メカニズムを明らかにし、さらに優れた水素発生触媒の創生に繋げていく予定である。
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