貴金属を用いない超分子光触媒の創製

• 研究課題/領域番号: 24550163
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 大月 穣 日本大学, 理工学部, 教授 (80233188)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 光触媒 / 自己集合 / 水素発生 / 金属錯体 / クロロフィル / 蛍光色素 / 超分子 / 光合成 / 非貴金属 / 光捕集アンテナ / 還元触媒 / 水分解 / コバルト錯体 / ポルフィリン

研究成果の概要

光による水分解は，(a) 光捕集，(b) 光誘起電荷分離，(c) 水素発生，(d) 酸素発生，という過程に分解できる．貴金属を用いないことをテーマとして，光エネルギー変換系を検討した．当初計画であげた(b)と(c)の統合系としての超分子では，水素発生は見られなかった．(a)に関して，合成クロロフィル分子が規則的集合構造を形成することを見いだした．(b)で検討したナフタルイミド，ペリレンイミドの誘導体について，すぐれた耐光性をもつ色素を合成し，色素増感太陽電池の増感色素としての特性を明らかにした．(c)に関して，アセチルアセトンジオキシムと２価の銅イオンから，電気化学的な水素発生触媒が得られた．

研究成果

• [雑誌論文] Control of higher-order structures of zinc chlorophyll coordination polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shinozaki, I. Yoshikawa, K. Araki, K. Sugawa, J. Otsuki
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 16 号: 39 ページ: 9155-9157
  • DOI: 10.1039/c4ce00861h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coordination Oligomers and Polymers of an Oxazole-appended Zinc Chlorophyll Derivative (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Shinozaki, Isao Yoshikawa, Koji Araki, Kazuaki Ohara, Kentaro Yamaguchi, Shin-ichiro Kawano, Kentaro Tanaka, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Joe Otsuki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 43 号: 6 ページ: 862-864
  • DOI: 10.1246/cl.140135
  • NAID: 130004868194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heteroleptic Ruthenium Complexes with 6-(ortho-Substituted Phenyl)-2,2'-Bipyridine Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: 5.J. Otsuki, Y. Takamori, K. Sugawa, A. Islam, K. Ogawa, A. Yamano, I. Yoshikawa, K. Araki
  • 雑誌名: J. Organomet. Chem. 巻: 749 ページ: 312-319
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2013.10.026
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermally Reduced Solution-Processed Graphene Oxide Thin Film: An Efficient Infrared Photodetector (2014)
  • 著者名/発表者名: F. A. Chowdhury, T. Mochida, J. Otsuki, M. S. Alam
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 593 ページ: 198-203
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2014.01.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Enhanced Fluorescence Platforms Based on Plasmonic Ordered Copper Arrays: Wavelength Dependence of Quenching and Enhancement Effects (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawa, T. Tamura, H. Tahara, T. Akiyama, J. Otsuki
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 11 ページ: 9997-10010
  • DOI: 10.1021/nn403925d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing effect on the optoelectronic properties of graphene oxide thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: F. A. Chowdhury, T. Morisaki, J. Otsuki, M. S. Alam
  • 雑誌名: Appl. Nanosci. 巻: 3 号: 6 ページ: 477-483
  • DOI: 10.1007/s13204-012-0144-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Helices of a Pyridine-Appended Zinc Chlorophyll Derivative (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Shinozaki, G. Richards, K. Ogawa, A. Yamano, K. Ohara, K. Yamaguchi, S. Kawano, K. Tanaka, Y. Araki, T. Wada, and J. Otsuki
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 14 ページ: 5262-5265
  • DOI: 10.1021/ja400493e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substituent Effects for Perylenedicarboxylic Anhydrides on the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells: The Simpler, the Better (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki, Y. Takaguchi, D. Takahashi, K. Sugawa, P. Kalimuthu, A. Islam, L. Han
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 42 号: 4 ページ: 450-452
  • DOI: 10.1246/cl.130073
  • NAID: 10031162204
  • 査読あり
• [学会発表] Demonstration of Light-Harvesting Antenna Functions of Zinc Chlorophyll Cyclic Oligomers (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shinozaki，J. Otsuki
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日大理工，船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] ポルフィリン／クロロフィルの集合構造制御と超分子機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大月穣
  • 学会等名: 錯体化学若手の会関東支部平成２６年度後期勉強会
  • 発表場所: お茶の水女子大学，茗荷谷
  • 年月日: 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Supramolecular Assemblies of Zinc Chlorophylls toward Light-Harvesting Antenna (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shinozaki, J. Otsuki
  • 学会等名: 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
  • 発表場所: Awaji, Hyogo, Japan
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-28
• [学会発表] Supramolecular Assemblies of Porphyrins and Chlorophylls: 0-Dimensional to 3-Dimensional (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: Vietnam Malaysia International Chemical Congress (VMICC) 2014
  • 発表場所: Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] Design Strategy for the Supramolecular Assemblies of Porphyrins and Chlorophylls (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: 18th Malaysian International Chemical Congress (18MICC) 2014
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Coordination-Directed Self-Assemblies of Porphyrins and Chlorophylls (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: International Symposium on Coordination Programming 2014 (ISCP2014)
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] Self-Assmbly of Porphyrins and Chlorophylls for Light Energy Harvesting (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: The First International Symposium on Chemical Energy Conversion Processes
  • 発表場所: 九州大学
  • 招待講演
• [学会発表] ビピリジン部位をもつ光増感剤ナフタルイミドの自己集合型超分子錯体 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新田海馬，大月穣，須川晃資
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] 負電荷を持つ四座配位子を導入した汎用金属錯体の合成とその特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坪ノ内優太，大月穣
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] 含窒素複素環を有する亜鉛クロロフィル誘導体の自己集合構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 篠崎喜脩，大月穣，Richards Gary, 小川恵三，小原一郎，山口健太郎，吉川功，荒木孝二
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] チエニレンをスペーサーとするナフタルイミド誘導体色素の合成と物理化学的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲荷宇俊，大月穣
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] oordination Directed Porphyrins Assemblies on Solid Surfaces and in Solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: BIT’s 2nd Annual World Congress of Nano-S&T
  • 発表場所: Qingdao, China
  • 招待講演
• [学会発表] ポルフィリン類の自己集合構造と光・電子特性：零，一，二，三次元
  • 著者名/発表者名: 大月穣
  • 学会等名: 有機合成化学協会関東支部ミニシンポジウムつくば2013
  • 発表場所: 筑波大学
  • 招待講演
• [学会発表] New Dyes and Dye Assemblies for DSSCs and Other Applications
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 学会等名: International Conference on Dye Sensitized Solar Cell (DSC-2013-NIMS)
  • 発表場所: 物材機構
  • 招待講演
• [学会発表] 趣旨説明：光と物質の相互作用
  • 著者名/発表者名: 大月穣
  • 学会等名: 日本化学会第94 94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [図書] Supramolecular Energy and Electron-Transfer Processes and Their Switching, in Multiporphyrin Arrays, Fundamentals and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Otsuki
  • 総ページ数: 42
  • 出版者: Pan Stanford
• [備考] 大月穣
  • URL: http://www.chem.cst.nihon-u.ac.jp/~otsuki/otsuki.html
• [備考] 大月穣
  • URL: http://www.chem.cst.nihon-u.ac.jp/~otsuki/otsuki.html
• [備考] Joe Otsuki
  • URL: http://www.chem.cst.nihon-u.ac.jp/~otsuki/otsuki.html