2014 Fiscal Year Annual Research Report
光増感色素－半導体ナノシートヘテロ積層型光エネルギー変換系の構築
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24651144
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
笹井 亮 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (60314051)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光－エネルギー変換 / 層状無機ー有機複合系 / 半導体ナノシート / 光増感色素 / 光誘起電子移動反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は平成25年度に引き続き、（１）コバルト酸ナノシート(CNS)および（２）Rhドープチタン酸ナノシート(TNS:Rh)と陽イオン性ポルフィリン（TMPyP）との複合膜系を作製し、光照射下における光誘起電子移動反応の進行の有無およびその電子移動機構の解明に関する研究を進めた。その結果、(1)CNSとTMPyPおよびメチルビオロンゲン(MV)を交互積層ヘテロ膜中のTMPyPを選択的に光励起した場合に、MVの一電子還元体が観測された。これはTMPyPの光励起に伴い発生する励起電子がCNSを介してMVへ移動したことを示すものである。このTMPyPの光励起に伴う励起電子の移動は、一般的なCNSの伝導帯を介したものではなく、CNSの金属的な伝導機構を介したものであることを明らかにした。またこの系で光励起に伴い誘起される電荷分離現象の寿命は非常に長かった。金属的な伝導性を示すCNSを用いた系での長寿命電荷分離現象は研究代表者らが世界で初めて発見したものである。現在、この機構の解明を進めている。(2)TNS:RhとTMPyPを交互積層膜の紫外光もしくは可視光による光励起に伴い生じる現象に関する研究を進めた結果、RhをTiサイトにドープすることにより、TNS:Rhの光触媒的酸化力が向上することが明らかとなった。詳細な解析は現在進めているところであるが、光照射に伴いRhの4価と3価の間の酸化還元反応が誘発されたことが、この酸化力の向上に寄与していると考えられる。現在、光照射前後ならびに照射時のRhの価数の定量のための実験準備を進めている。また一方で、この複合体を水／エタノール混合溶液中に分散しTMPyPを光励起した場合、水素と考えられるガスの発生が視認できた。これは本系が色素増感型の水の完全分解系として期待できることを示すものである。
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