ゼオライト複合錯体光触媒に関する研究

• 研究課題/領域番号: 08232252
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 福住 俊一 大阪大学, 工学部, 教授 (40144430)
• 研究分担者: 末延 知義 大阪大学, 工学部, 助手 (90271030) ; 伊東 忍 大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: ゼオライト / 光触媒 / 電子移動

研究概要

光エネルギーの化学エネルギーへの変換を行なうためには、逆電子移動を抑え、かつ酸化サイトと還元サイトが分離可能なシステムを開発する必要がある。最近我々は、ゼオライト中に有機光受容体分子と還元サイトとして機能する金属錯体を閉じ込めると、光電荷分離触媒として有効に機能することを見いだした。本申請研究ではゼオライトのナノスペース空隙を利用して酸化サイトと還元サイトを完全に分離し、有機増感分子・金属クラスター・化合物半導体・金属錯体を高度に複合化して融合しtaしいハイブリッド光触媒を用いて完全光電荷分離を達成することにより、光エネルギーの化学エネルギーへの高効率変換システムを開発することを目的と為て研究を行った。ゼオライト極微結晶内部に触媒として機能し得る金属錯体をシップインボトル合成して閉じ込め、さらに光吸収サイトとして用いるジヒドロアクリジンに電子供与性の置換基を導入することにより可視部に吸収帯を有するように分子設計を行なった。そのジヒドロアクリジン誘導体を合成してゼオライト外表面に化学吸着担持した。その光電子移動触媒としての効率について、フォトダイオードアレイ分光光度計を用いて決定した。また、各種ゼオライト・金属錯体・ジヒドロアクリジン誘導体を組み合わせた複合化光触媒を用い、光電荷分離触媒として有効に機能することを見いだした。また、ゼオライト-溶液界面の電子移動過程について詳しい検討を行い、逆電子移動過程を制御することができた。

研究成果

• [文献書誌] Shinobu Itoh,Hirokatsu Kawakami,and Shunichi Fukuzumi: "Modeling of the Chemistry of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase.Oxidation of Methanol by Calcium Complex of Coenzyme PQQ via Addition-Elimination Mechanism" J.Am.Chem.Soc.119. 439-440 (1997)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi: "Catalysis on Electron Transfer and the Mechanistic Insight into Redox Reaction" Bull.Chem.Soc.Jpn.78. 1-28 (1997)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,Tomoyoshi Suenobu,S.Kawamura,A.Ishida,and K.Mikami: "Selective two-electron reduction of C_<60> by 10-methy-9,10-dihydroacridine via photoinduced electron transfer" Chemical Communications. (in press). (1997)
• [文献書誌] Morifumi Fujita,Akito Ishida,Setsuo Takamuku,and Shunichi Fukuzumi: "Addition versus Oxygenation of Alkylbenzenes with 10-Methylacridinium Ion via Photoinduced Electron Transfer" J.Am.Chem.Soc.118. 1-28 (1996)
• [文献書誌] R.Subramanian,K.M.Kadish,Tomoyoshi Suenobu,and Shunichi Fukuzumi et al.: "Chemical Generation of C_<60>^2 and Electron Transfer Mechanism for the Reactions with Alkyl Bromides" J.Phys.Chem.110. 16327-16335 (1996)
• [文献書誌] Naoki Takada,Shinobu Itoh,and Shunichi Fukuzumi: "Mechanism of Electron Transfer Oxidation of 4-Substituted 1-Benzyl-1,4-dihydronicotinamides" Chem.Lett.1103-1104 (1996)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,K.M.Kadish et al.: "Chemical Generation of C_<60> anions and the Alkylation with Alkyl Halides via Electron Transfer in Rerent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials" The Electrochemical Society,Inc., 10 (1996)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,K.Mikami et al.: "Selective Two-Electron Reduction of C_<60> via Photoinduced Electron Transfer in Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials" The Electrochemical Society,Inc., 13 (1996)