| 研究課題/領域番号 |
22K14715
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
山崎 康臣 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90784075)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
|
|---|
| キーワード | 二酸化炭素還元 / 光触媒反応 / 複合型光触媒 / 重合反応 / 二酸化炭素還元反応 / CO2還元光触媒反応 / 電気化学的重合反応 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、「半導体光触媒」と「金属錯体光触媒」を複合化した「ハイブリッド型光触媒」の光触媒特性を飛躍的に向上させる新規複合化手法の開発を目的とする。2種類の電気化学的な重合反応を駆使することで、半導体表面上の還元サイトと酸化サイトに、それぞれ還元触媒と酸化触媒を位置選択的に配置して、電子やホールの整流化を促し、水の酸化とCO2還元の両方を同時に高効率化することを目指す。また、金属錯体をポリマー化させることで、多層吸着による吸着量の増大と、多点相互作用による吸着耐久性の向上も同時に狙い、従来の吸着基を用いた錯体担持法が抱えていた問題点を一挙に解決することを試みる。
|
| 研究成果の概要 |
半導体光触媒と金属錯体光触媒を複合化したハイブリッド型光触媒は、メタノールやアミン等を電子源として光触媒的且つ選択的に二酸化炭素還元反応を駆動できる光触媒として注目されている。本研究では、ハイブリッド型光触媒の高効率化・高耐久化を可能にする新しい複合化手法の開発を行った。半導体粉末由来の励起電子を用いて還元的重合反応を光化学的に駆動させることで、半導体粉末上に金属錯体をポリマー状に担持させる新しい担持手法を確立し、吸着量・吸着耐久性に加えて光触媒活性も従来系を大きく上回ることに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二種類の光触媒を複合化したハイブリッド型光触媒は、潜在的に高い酸化力と還元力を同時に発現できる光触媒であり、弱い還元剤、理想的には水を電子源として二酸化炭素を有用な化合物へ変換できる光触媒としての活用が期待される。しかし、アンカー配位子のみを用いた従来の錯体担持手法では錯体が半導体表面から脱離しやすいという重大な課題を抱えていた。半導体上にポリマー化した錯体を担持できる本研究の担持手法は、従来法の耐久性に関する課題の解決法を提案するものである。本手法は、複数の半導体－錯体の組み合わせに適用できており、今後様々なハイブリッド型光触媒の調製に応用することで優れた光触媒群を創製できる可能性が高い。
|
