A new prepartion method for efficient metal-complex/semiconductor hybrid photocatalysts using electrochemical polymerization reactions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14715
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yamazaki Yasuomi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90784075)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 二酸化炭素還元 / 光触媒反応 / 複合型光触媒 / 重合反応

Outline of Final Research Achievements

Hybrid photocatalysts prepared by the adsorption of metal complexes on semiconductors are among notable photocatalysts for selective CO2 reduction. In this study, we demonstrate the reductive polymerization of vinyl groups in metal complexes triggered by excited electrons on semiconductors as a new immobilization method. This approach significantly enhanced the adsorption amount and durability, thus increasing the photocatalytic performance.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

二種類の光触媒を複合化したハイブリッド型光触媒は、潜在的に高い酸化力と還元力を同時に発現できる光触媒であり、弱い還元剤、理想的には水を電子源として二酸化炭素を有用な化合物へ変換できる光触媒としての活用が期待される。しかし、アンカー配位子のみを用いた従来の錯体担持手法では錯体が半導体表面から脱離しやすいという重大な課題を抱えていた。半導体上にポリマー化した錯体を担持できる本研究の担持手法は、従来法の耐久性に関する課題の解決法を提案するものである。本手法は、複数の半導体－錯体の組み合わせに適用できており、今後様々なハイブリッド型光触媒の調製に応用することで優れた光触媒群を創製できる可能性が高い。