2014 Fiscal Year Research-status Report
多電子移動型錯体触媒による水の光分解反応システムの開発
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25620145
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
川本 達也 神奈川大学, 理学部, 教授 (20204787)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水素生成触媒 / 酸素生成触媒 / 水の分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多電子移動型錯体として置換基の異なる数種類のノンイノセントな配位子を有するニッケル錯体を合成し、それを可視光による水から分子状水素への変換システム（犠牲剤としてTEOA, 光増感剤として[Ir(ppy)2(bpy)]を使用）における水素生成触媒として使用した。また、比較のために同様な配位様式を有し、異性体でもあるシッフ塩基錯体も触媒として使用した。その結果、置換基によって触媒活性に違いがみられ、置換基の効果を明らかにすることができた。しかし、置換基によってはむしろ対応するシッフ塩基錯体の方が高い活性を示す場合もあり、必ずしもノンイノセントな配位子を有する錯体が有効であるとは言い切れない結果となった。次に、反応機構を検討するために電気化学的測定を行った。プロトン源として酢酸を添加することによる触媒電流の観察も行った。その結果、触媒活性が低かった錯体においては酢酸の濃度に依存して異なる電位に触媒電流が現れ、いくつかの反応がプロトン濃度に応じて起こることが触媒活性の低下につながったものと推定することができた。一方、高い活性を示した錯体ではほぼ同じ電位にプロトン濃度に依存して大きな触媒電流を観察することができた。また、ノンイノセントな配位子を有する錯体とシッフ塩基錯体とでは反応機構が異なることも示唆された。
一方、水の分子状酸素への変換システムの開発については、セリウムを用いた水の酸化反応において２つの金属中心が非対称な配位環境にあるルテニウム二核錯体に触媒活性があることを明らかにすることができた。しかし、すぐに反応が終了しまうことから、より強固な触媒へと改良を進める予定である。
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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
可視光を利用した水の分解による水素製造においては、これまでの研究により一定の成果が得られたと考えている。そこでごく最近、さらに高い触媒活性を示す多電子移動型錯体の開発に着手した。一方、水からの酸素製造においては触媒作用を有する錯体の開発には成功したが、その活性は低く、今後の課題が示された。このような状況から、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
可視光を利用した水からの水素製造においては、これまでノンイノセントな配位子を有する錯体を中心に研究を進めてきたが、今後は多電子移動型錯体として多核錯体の開発に重点を置きたいと考えている。一方、水の分子状酸素への変換反応においては、ルテニウム錯体の改良とともにルテニウム錯体に代わる触媒としてイリジウム錯体の開発にも着手したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
物品の購入に際して、一部当初の見積よりも安く購入できたものがあったために4千円余りの差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費として使用する予定である。
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