元素活用型ハイブリッド光水素発生系の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
15H00858
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
加藤 昌子 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80214401)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 光水素発生 / 複合系 / 量子ドット / 白金錯体 / 光化学 / 元素活用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、貴金属触媒や稀少金属材料、超高純度材料に代わる新しい物質系の探索の観点から、ユビキタス元素活用に基づく光水素発生系の構築を目指して研究を進めてきた。平成28年度は、以下の２つの課題に取り組んだ。
１）量子ドットを光増感剤とする3d金属錯体光水素発生系の構築．可視光による水の分解へのアプローチとして、半導体ナノ粒子であるCdSe量子ドットを光増感剤とし、3d金属イオン等を水素発生触媒とする可視光応答型光水素発生系を構築した。本研究では特に、光水素発生効率を左右する要因の一つとなる表面保護配位子に着目し、光水素発生反応機構の違いについて検討した。白金コロイドを触媒とする光水素発生系では、増感剤と触媒の凝集が水素発生に大きく影響することが明らかとなった。一方、Ni2+イオンを触媒とする光水素発生系では、表面保護配位子によって光水素反応機構は異なることが見いだされた。MPAより供与性の弱い保護剤であるメルカプト安息香酸（MBA）では、系中でニッケル錯体を形成することにより反応が促進されることが示唆された。
２）メソポーラス有機シリカを活用した金属錯体触媒系の安定化と集積化．金属配位部位として2,2’-bipyridine (bpy)が導入されたメソポーラス有機シリカ（bpy-PMO）に、光増感能や触媒活性が期待される白金(II)錯体を固定化することで、独自の光機能・光触媒能を有する反応系の構築を試みた。白金錯体担持bpy-PMOの中で、ピぺコリン酸錯体を含む系（Pt(pip)(bpy-PMO)/Pt/EDTA）において光水素発生を見出した。反応は、光増感部位から触媒部位へのPMO内での電子移動により進行することが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(78 results)
