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水からの水素生成を駆動する高活性ニッケル錯体触媒の創出

研究課題

研究課題/領域番号 24850014
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 無機化学
研究機関九州大学

研究代表者

山内 幸正  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50631769)

研究期間 (年度) 2012-08-31 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードニッケル錯体 / 水の可視光分解 / 水素生成触媒 / カルベン錯体 / 水溶性錯体 / 錯体触媒 / 光エネルギー変換 / 太陽光エネルギー
研究概要

本研究では、d8電子配置を有する低スピンニッケル(II)を中心金属として用いた、高活性な水素生成触媒の創出を目的としている。ニッケル(II)は置換活性であるため、一般にその錯体は容易に配位子置換を引き起こすが、N-ヘテロ環状カルベンを有する大環状配位子を用いることで、その安定性の向上を図った。配位子の合成は、2,6-ピリジンジカルボン酸を出発物質とし、文献法(Baker et al., Organometallics, 2002, 21, 2674; Tang et al., Spectrochim. Acta A, 2009, 72, 198.)を基に行った。各化合物は1H NMR及び元素分析により同定した。得られた配位子のブロモ塩を、有機溶媒可溶なPF6塩に変換した後、Ag2Oと反応させることで、銀カルベン錯体の合成に成功した。更に、銀カルベン錯体をNi(PPh3)2Cl2と反応させることで、目的錯体をPF6塩で得た後に、硝酸塩にイオン交換を行うことで、ニッケルカルベン錯体の水溶性塩を得ることに成功した。次に、錯体の水溶液中における安定性を1H NMRにより評価を行ったところ、予想通り本錯体は水溶液中でも高い安定性を誇ることを確認した。錯体の吸収スペクトルを測定したところ、320 nmと280 nm付近に弱い吸収が確認され、吸収帯の帰属をDFT計算並びにTD-DFT計算により行った。その結果、320 nm付近の吸収はMLCT遷移に、280 nm付近の吸収はπ-π*遷移に帰属された。最後に、本錯体の水素生成触媒機能について評価を行ったところ本錯体は水素生成触媒機能を示さないことが判明したが、本研究課題で合成した配位子は、その他の中心金属を持つ遷移金属錯体にも適用が可能であり、それらの水素生成触媒機能の評価が待たれる。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 水溶性白金錯体触媒の水素生成機構解析に関する研究

    • 著者名/発表者名
      山内幸正、酒井 健
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リン酸基を導入したPtCl2(bpy)誘導体を固定化したITO電極の作製と水素発生挙動

    • 著者名/発表者名
      鹿 拓人、山内幸正、酒井 健
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性ホスフィン配位子を有する新規白金(II)錯体の合成と光水素生成触媒機能

    • 著者名/発表者名
      林 樹、山内幸正、酒井 健
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大環状ニッケルカルベン錯体の合成と水素生成触媒機能

    • 著者名/発表者名
      河野 健、山内幸正、酒井 健
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 2,6-ジフェニルピリジンを配位子に有する水溶性白金錯体の合成と光水素生成触媒機能

    • 著者名/発表者名
      山内幸正、酒井 健
    • 学会等名
      錯体化学会第62回討論会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Studies on the Stability Control of Pt(II)-based Molecular Catalysts for H2 Production from Water

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yamauchi, Ken Sakai
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Solar Cells and Solar Fuels
    • 発表場所
      Dalian (China)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院理学研究院化学部門錯体化学研究室

    • URL

      http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Sakutai/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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