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2014 Fiscal Year Research-status Report

含ケイ素ナノサイズ分子の合成と機能材料への応用

Research Project

Project/Area Number 26410061
Research InstitutionKurashiki University of Science and the Arts

Principal Investigator

仲 章伸  倉敷芸術科学大学, 生命科学部, 教授 (00289232)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsケイ素 / ナノサイズ / 星型化合物 / 紫外可視吸収スペクトル / 蛍光発光スペクトル / 色素増感太陽電池
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ケイ素-ケイ素結合と様々なπ-電子系とを規則正しく交互に含む多次元化合物の合成法を確立し、それらを酸化チタンナノ粒子電極に吸着させ、高効率で耐久性の高い色素増感太陽電池の作成を目指すというものである。
平成26年度は、電子欠損型芳香族化合物であるトリアジンをコアとし、アーム部としてシリル置換チエニル誘導体を、鈴木-宮浦クロスカップリングを用いることにより結合させ、新規なケイ素系ナノサイズ分子の合成を行った。まず、2,4,6-トリス(ブロモチエニル)-1,3,5-トリアジンとジシラニルチエニルボランをパラジウム錯体触媒存在下で、カップリングさせることにより、含ケイ素星型化合物に成功した。同様の方法で、さらにアーム部の長さを伸ばした星型化合物の合成も行った。
合成した化合物の光学的性質を明らかにするために、紫外可視吸収スペクトルおよび蛍光発光スペクトルの測定を行った。その結果、紫外可視吸収スペクトルの極大吸収波長は、400 nm付近に見られた。蛍光発光スペクトルの極大波長は450 nm付近に見られ、アーム部を伸ばした化合物のジオキサン中での蛍光量子収率は、96%とたいへん大きな値を示した。これらの化合物群は、発光材料としての応用も期待できると考えられる。
色素増感太陽電池への応用を目指し、合成した化合物を酸化チタンナノ粒子電極に吸着させ、セルを作成し、その評価を行った。その結果、新規含ケイ素星型化合物を吸着させた酸化チタンナノ粒子電極を用いた色素増感太陽電池が、低い効率ではあるが機能していることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的である、含ケイ素ナノサイズ星型分子の合成法を確立し、その光学的性質を明らかにすることが出来た。また、予備的な実験ではあるが、合成した化合物を用いて色素増感太陽電池を組み立て、その評価を行うことが出来た。

Strategy for Future Research Activity

今後は、別のタイプの多次元化合物として、ケイ素を含むH型化合物の合成法を確立する予定である。合成した化合物の光学的性質を明らかにし、これらを酸化チタンナノ粒子電極に接合させ、色素増感太陽電池としての評価を行う。また、π-電子系としてベンゾチアジアゾールを導入することにより、さらに長波長側に吸収帯をもつ化合物の合成を行う。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Insight into the pore tuning of triazine-based nitrogen-rich organoalkoxysilane membranes for use in water desalination2014

    • Author(s)
      Suhaina M. Ibrahim, Rong Xu, Hiroki Nagasawa, Akinobu Naka, Joji Ohshita, Tomohisa Yoshioka, Masakoto Kanezashi, Toshinori Tsuru
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 4 Pages: 23759-23769

    • DOI

      10.1039/C4RA02772H

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal reactions of pivaloyl- and adamantoyl(tert-butylethynyl)bis(trimethylsilyl)silane with 2,3-dimethylbutadiene and diphenylacetylene2014

    • Author(s)
      Akinobu Naka, Yusuke Hinada, Miho Nakata, Mitsuo Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Organometallic Chemistry

      Volume: 765 Pages: 53-58

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2014.05.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A closer look at the development and performance of organic-inorganic membranes using 2,4,6-tris[3-(triethoxysilyl)-1-propoxyl]-1,3,5-triazine (TTESPT)2014

    • Author(s)
      Suhaina M. Ibrahim, Rong Xu, Hiroki Nagasawa, Akinobu Naka, Joji Ohshita, Tomohisa Yoshioka, Masakoto Kanezashi, Toshinori Tsuru
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 4 Pages: 12404-12407

    • DOI

      10.1039/C3RA47736C

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ペンタメチルジシラニル置換ビス(ビチエニル)ベンゾチアジアゾールの合成と性質2015

    • Author(s)
      藤島 聖士・仲 章伸
    • Organizer
      日本化学会春季年会(第95回)
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県・船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [Presentation] ケイ素置換H型化合物の合成とその光学的性質2014

    • Author(s)
      仲 章伸・大下 浄治
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス(長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [Presentation] Thermal Reactions of cis- and trans-3,4-Benzo-1,2-diisopropyl-1,2-dimethyl-1,2-disilacyclobut-3-ene2014

    • Author(s)
      Akinobu Naka, Junnai Ikadai, Jun Sakata, Mitsuo Ishikawa
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Organosilicon Chemistry
    • Place of Presentation
      ベルリン工科大学(ドイツ)
    • Year and Date
      2014-08-06 – 2014-08-06

URL: 

Published: 2016-05-27  

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