| 研究課題/領域番号 |
21K05104
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
洪 達超 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90769689)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ヘテロ二核金属錯体 / 均一系触媒 / 二酸化炭素還元 / 配位子設計 / 酸素還元 / 二酸化炭素変換 / メタノール合成 / 多電子移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
H2とCO2からメタノールへの直接変換は、基幹材料をありふれた資源から合成する視点から重要であるが、6e-/6H+を伴う多段階な反応であるため、ほとんどが2e-/2H+の還元生成物であるギ酸に留まる。本研究では、酵素活性中心のような緻密な反応場を構築し、異なる金属反応サイトを近傍に配置したヘテロ金属二核錯体を設計、合成し、常温常圧で高効率にCO2からメタノールに直接変換することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、酵素活性中心のような緻密な反応場を構築し、異なる金属反応サイトを近傍に配置したヘテロ金属二核錯体を設計、合成し、常温常圧で高効率に二 酸化炭素からメタノールに直接変換することを目指す。本年度は、昨年度合成したヘテロ二核Ir-Ruの錯体をもとに、その骨格配位子であるHbpp(3,5-bis(2-pyridyl)pyrazolate)のピリジンの4位に異なる置換基（メトキシ基及びクロロ基）を導入し、合成に成功した。合成したヘテロ 二核Ir-Ru錯体を触媒に用いて、水素を原料に二酸化炭素の還元反応を評価した結果、2電子還元生成物であるギ酸を得た。6電子還元生成物であるメタノールの生成は観測できなかったが、クロロ基を導入したヘテロ二核Ir-Ru錯体が最も高いギ酸生成の活性を示した。それぞれの単核Ir錯体及びRu錯体と比較して、ヘテロ二核Ir-Ru錯体の方が高い二酸化炭素還元活性を示したことから、ヘテロ二核金属錯体による協奏効果を見出した。一方、ホルムアルデヒドを原料に用いた場合、ヘテロ二核Ir-Ru錯体触媒は、ホルムアルデヒドを還元し、メタノールの生成を確認できた。そのため、ヘテロ二核Ir-Ru錯体触媒を用いた二酸化炭素からメタノールの6電子還元反応では、ギ酸からホルムアルデヒドの還元が進行しなかったことを示唆した。また、水素、二酸化炭素の圧力や反応温度などの反応条件を最適化することで、ギ酸生成のターンオーバー数が２０００回を超え、ヘテロ二核Ir-Ru錯体触媒による高い二酸化炭素の還元活性が得られた。
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