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2013 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ波交番電場・磁場による固体界面における電子移動加速効果の実験的検証

Research Project

Project/Area Number 24656487
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

和田 雄二  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40182985)

Keywordsマイクロ波特殊効果 / マイクロ波非熱的効果 / 電子移動反応
Research Abstract

マイクロ波照射下で促進される電子移動反応を実証する実験データを系統的に蓄積した。
水中におけるニッケル金属からビオロゲン誘導体分子に対する電子移動還元反応速度に対するマイクロ波促進効果を明らかとし、その速度論的解析を行った。ビオロゲン誘導体を溶解した水中にニッケル金属粒子を分散し、マイクロ波加熱および通常加熱の条件下で、ニッケル金属からビオロゲン誘導体への電子移動によるビオロゲン誘導体還元反応を溶液の吸収スペクトル測定により追跡し、マイクロ波照射下では、同じ温度の通常加熱に比較し、還元反応が数倍加速されることを明らかとした。この加速効果は、電子受容体であるビオロゲン誘導体の還元電位が負側にあるほど、大きく観測されることがわかった。ニッケル金属粒子表面にビオロゲン誘導体が吸着するモデルを作り、ラングミュア‐ヒンシェルウッド型の速度式により還元挙動を解析し、表面における電子移動速度定数を得ることができた。この電子移動速度定数にマーカス理論を適用するとによって、この促進効果が、再配向エネルギー変化よりもむしろ、電子軌道関数の重なり積分項の変化に起因しているとの仮説に至った。
硫化カドミウムからビオロゲン誘導体への光誘起電子移動速度定数に対するマイクロ波照射効果を調べた。硫化カドミウムの発光寿命を計測することにより、表面に固定化した電子受容体としてのビオロゲン誘導体への光誘起電子移動速度を測定した。マイクロ波照射下で、この電子移動速度が加速される結果を得た。
以上、酸化還元反応がマイクロ波照射下では加速される現象に対して、電子移動過程にマイクロ波が影響を及ぼしていることを直接示す実験結果を得ることができた。

  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Electron Transfer from Excited [Ir(2-phenylpyridyl)3]through a Coexisting Electron Relay in Zeolite2014

    • Author(s)
      Shin Jo,Dai Mochizuki,Masato Maitani,Yuji Wada
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: 2014 Pages: 1470-1476

    • DOI

      10.1002/ejic.201301431

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visible-light-induced electron transfer between alternating stacked layers of tungstate and titanate mediated by excitation of intercalated dye molecules.2014

    • Author(s)
      Fuminao Kishimoto,Dai Mochizuki,Kozue Kumagai,Masato Maitani,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Journal Title

      Phys. Chem Chem Phys

      Volume: 16 Pages: 872-875

    • DOI

      10.1039/C3CP53579G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile synthesis of bimetallic Cu-Ag nanoparticles under microwave irradiation and their oxidation resistance.2014

    • Author(s)
      Zhi Chen,Dai Mochizuki,Masato Maitani,Yuji Wada
    • Journal Title

      NANOTECHNOLOGY

      Volume: 24 Pages: 265602

    • DOI

      doi:10.1088/0957-4484/24/26/265602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rigidochromic Phosphorescence of [Ir(2-phenylpyridine)2(2,2′-bipyridine)]+ in C16TMA+: Layered Silicate and Its Förster Resonance Energy Transfer2013

    • Author(s)
      Dai Mochizuki,Motohiko Sugiyama,Masato Maitani,Yuji Wada
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2013 Pages: 2324-2329

    • DOI

      10.1002/ejic.201201277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Photostable Bi-Luminophore Pressure-Sensitive Paint Measurement System Developed with Mesoporous Silica Nanoparticles2013

    • Author(s)
      Dai Mochizuki,Shinichi Tamura,Hiroaki Yasutake,Tomoharu Kataoka,Kazunori Mitsuo,Yuji Wada
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      Volume: 13 Pages: 2777-2781

    • DOI

      10.1166/jnn.2013.7383

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Co-existing Alcohol on Charge Transfer of H2 Evolution under Visible Light with Dye-sensitized Nanocrystalline TiO22013

    • Author(s)
      Masato Maitani,Conghong Zhan,Dai Mochizuki,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Journal Title

      Appl Catal B

      Volume: 140-141 Pages: 406-411

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2013.04.044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collaborational Effect of Heterolitic Layered Configuration for Enhancement of Microwave Heating2013

    • Author(s)
      Masato Maitani,Tomoharu Inoue,Yohei Tsukushi,Niklas D. J. Hansen,Dai Mochizuki,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Pages: 10841-10843

    • DOI

      10.1039/C3CC46258G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Co-existing Species on Charge Transfer in Dye-sensitized Nanocrystalline Oxide Semiconductors in Aqueous Suspension for H2 Evolution under Visible Light2013

    • Author(s)
      Masato Maitani,Conghong Zhan,Dai Mochizuki,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Journal Title

      Appl. Catal. B

      Volume: 145 Pages: 770-778

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2013.10.016

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Enhancement of Redox Reactions on Solid Surfaces under Microwave Irradiation – A Proposal of Mechanistic Aspect for MW Special Effects2013

    • Author(s)
      Yuji Wada, Eiichi Suzuki, Dai Mochizuki, Masato M. Maitani, and Hiroki Matsui
    • Organizer
      Microwave & Flow Conference, ZING Conferences
    • Place of Presentation
      Napa Valley, CA, USA
    • Year and Date
      20130720-20130723
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis of Carbon-filled-Zeolite@Zeolite core-shell ctalyst and its application for the microwave reaction2013

    • Author(s)
      Ryo Sasaki,Dai Mochizuki,Masato Maitani,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Organizer
      5th Gratama Workshop
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130530-20130601
  • [Presentation] Microwave Effect on Catalytic Dehydrogenation of Ethylbenzene Magnetite2013

    • Author(s)
      Naoto Haneishi,Dai Mochizuki,Masato Maitani,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Organizer
      5th Gratama Workshop
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130530-20130601
  • [Presentation] Microwave effects on one electron transfer from metal particles to viologen derivatives2013

    • Author(s)
      Takashi Imai,Hiroki Matsui,Dai Mochizuki,Masato Maitani,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Organizer
      5th Gratama Workshop
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130530-20130601
  • [Presentation] Construction of Ordered Nano-porous Electrode with Anisotropic TiO2 Nanosheets for Enhancement of Förester Resonance Energy Transfer Efficiency2013

    • Author(s)
      Masato Maitani,C. Xu,Dai Mochizuki,Eiichi Suzuki,Yuji Wada
    • Organizer
      5th Gratama Workshop
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130530-20130601
  • [Book] Microwaves in Nanoparticle Synthesis2013

    • Author(s)
      Zhi Chen,Dai Mochizuki,Yuji Wada
    • Total Pages
      pp. 145-184 in 325
    • Publisher
      Wiley-VCH
  • [Book] マイクロ波化学プロセス技術II2013

    • Author(s)
      竹内和彦、和田雄二
    • Total Pages
      pp.1-7, 51-80, in 300
    • Publisher
      シーエムシー出版

URL: 

Published: 2015-05-28  

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