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三座配位子を有する金属錯体を基盤とした次世代レドックス光増感錯体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14238
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

玉置 悠祐  東京工業大学, 理学院, 助教 (10752389)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード光増感剤 / 光触媒 / CO2還元 / 金属錯体 / 光増感錯体 / S-T吸収 / 光触媒反応 / 複合系光触媒 / π-π相互作用
研究成果の概要

[Ru(NNN)2]2+錯体を用い、従来の[Ru(NN)3]2+錯体では実現できない光増感機能を発揮させることを目的として研究を行った。
・[Ru(NNN)2]2+錯体がS-T吸収を示し、光増感剤として働くことを明らかにした。これにより赤色光照射下でもCO2還元光触媒反応を駆動した。また配位子に様々な置換基を導入することにより、S-T吸収の長波長化と励起状態の長寿命化を両立することに成功した。
・[Ru(NNN)2]2+光増感部をもつ超分子光触媒を半導体光触媒と複合化した。この複合系はCO2をギ酸へ還元する光触媒として駆動した。中性~塩基性条件では、従来より優れた光触媒能を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

三重項励起状態への直接遷移(S-T遷移)を示すルテニウム錯体レドックス光増感剤を初めて開発した。従来の物性変調とは全く異なる方法で、吸収を長波長化することができた。これにより本来は相反する長波長吸収と励起状態の長寿命化を両立できた。またこの光増感部を有する超分子光触媒と半導体光触媒からなる複合系が、中性~塩基性条件で従来の系より優れた光触媒能を示した。三座配位子を有するルテニウム錯体光増感部が、多機能複合系における優れた分子設計であることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書

研究成果

(21件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Efficient trinuclear Ru(II)-Re(I) supramolecular photocatalysts for CO2 reduction based on a new tris-chelating bridging ligand built around a central aromatic ring2020

    • 著者名/発表者名
      Cancelliere Ambra M.、Puntoriero Fausto、Serroni Scolastica、Campagna Sebastiano、Tamaki Yusuke、Saito Daiki、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 6 ページ: 1556-1563

    • DOI

      10.1039/c9sc04532e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of a Novel Re(I)-Ru(II)-Re(I) Trinuclear Complex as an Effective Photocatalyst for CO2 Reduction2020

    • 著者名/発表者名
      Umemoto Akinari、Yamazaki Yasuomi、Saito Daiki、Tamaki Yusuke、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 1 ページ: 127-137

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190284

    • NAID

      130007784852

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Ru(II)-Mn(I) Supramolecular Photocatalyst for CO2 Reduction2020

    • 著者名/発表者名
      Fabry David C.、Koizumi Hiroki、Ghosh Debashis、Yamazaki Yasuomi、Takeda Hiroyuki、Tamaki Yusuke、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 39 号: 9 ページ: 1511-1518

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.9b00755

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics and Mechanism of Intramolecular Electron Transfer in Ru(II)?Re(I) Supramolecular CO2?Reduction Photocatalysts: Effects of Bridging Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yasuomi、Ohkubo Kei、Saito Daiki、Yatsu Taiki、Tamaki Yusuke、Tanaka Sei’ichi、Koike Kazuhide、Onda Ken、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 17 ページ: 11480-11492

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01256

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocatalytic reduction of low concentration CO22019

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Hiromu、Nishikawa Tetsuya、Koizumi Hiroki、Yatsu Taiki、Sahara Go、Yamazaki Yasuomi、Tamaki Yusuke、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 6 ページ: 1597-1606

    • DOI

      10.1039/c8sc04124e

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium picolinate complex as a redox photosensitizer with wide-band absorption2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Kazuma Tokuda, Yasuomi Yamazaki, Daiki Saito, Yutaro Ueda, Osamu Ishitani
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fchem.2019.00327

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Photocatalyst with a Rh(III)-Complex Catalyst Unit for CO2 Reduction2018

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Debashis、Takeda Hiroyuki、Fabry David C.、Tamaki Yusuke、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 7 号: 2 ページ: 2648-2657

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b05728

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Redox photosensitizer using ruthenium(II) complexes toward wide- band absorption by S-T transitions2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic reduction of CO2 using multinuclear metal complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki
    • 学会等名
      Materials Challenges in Alternative and Renewable Energy 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Redox photosensitizing function of ruthenium(II) bis-tridentate complex with wideband absorption utilizing singlet-to-triplet transitions2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on the Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF REDOX PHOTOSENSITIZER WITH WIDE-BAND ABSORPTION USING RUTHENIUM(II) BIS-TRIDENTATE COMPLEX2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      3rd International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF A NEW HYBRID PHOTOCATALYST FOR CO2 REDUCTION CONSISTING OF A Ru(II) BINUCLEAR COMPLEX AND SEMICONDUCTORS2019

    • 著者名/発表者名
      Riho Murakoshi, Yusuke Tamaki, Masa-aki Haga, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      3rd International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-T 遷移による長波長光利用を志向した Ru(II)光増感錯体の開発2019

    • 著者名/発表者名
      玉置悠祐、石谷治
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Redox photosensitizing function of ruthenium(II) complexes with tridentate ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Photocatalytic reduction of low concentration of CO2 using Ru(II)-Re(I) binuclear complex photocatalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Takuya Nakajima, Tatsuki Morimoto, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 三重項励起状態への直接遷移を利用したルテニウム(II)光増感錯体の高機能化2018

    • 著者名/発表者名
      玉置悠祐・石谷 治
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward artificial photosynthesis: Photocatalytic reduction of CO2 using metal complex photocatalyst as key players2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki
    • 学会等名
      Taiwan-Japan-US Joint Workshop on Energy Materials and Sustainable Development
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光反応の性能評価:指標の定義から方法まで2018

    • 著者名/発表者名
      玉置悠祐
    • 学会等名
      第1回光機能ミニセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一重項-三重項遷移を利用した ルテニウム(II)光増感錯体の高機能化2018

    • 著者名/発表者名
      玉置悠祐・石谷 治
    • 学会等名
      第30回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 錯体化合物事典2019

    • 著者名/発表者名
      玉置悠祐、石谷治
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254141054
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Molecular Technology: Energy Innovation "Molecular Technologies for Photocatalytic CO2 Reduction"2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tamaki, Hiroyuki Takeda, Osamu Ishitani
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9783527341634
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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