| 研究概要 |
1)4-メチルー4'-ビニルー2, 2'-ビピリジン(Vbpy), ビニルフェロセン(VFc), ビニルピリジン, スチレン, 無水マレイン酸等の単独重合体あるいは共重合体の錯体化ならびに高分子反応により, ルテニウムトリスビピリジン(Ru(bpy)_3^<2+>), パラコート(V^<2+>, 通常構造ビオローゲン), ダイコート(DQ^<2+>), フェロセン(Fc)を有する. 種々の構造・組成の光酸化還元・電子伝達機能高分子を合成した. とくに, ポリマー中の同一モノマー単位(Vbpy)へのRu(bpy)_3^<2+>, DQ^<2+>の逐次導入手法を確立した.
2)これら高分子の溶液系ならびに膜系における光物理特性, 酸化還元特性, ならびに光誘起電子移動特性を検討した. とくに, Ru(bpy)_3^<2+>発光のV^<2+>, DQ^<2+>による動的ならびに静的消光(分子内, 分子間電子移動の評価), ならびに, 犠牲試薬存在下における後者のラジカルカチオンV^+, DQ^+生成(電子伝達電荷分離の評価)から, 高分子ドメインならびに膜界面におけるリレーV^<2+>, DQ^<2+>の濃縮・吸着による光電子移動・電子伝達効率の向上が明らかとなった. また, リレー含有ポリマー, Ru(bpy)_3^<2+>ポリマーの積層膜界面における同様な検討から, その効率化には薄膜化ならびに膜中の試薬拡散の促進の重要性が明らかとなった.
3)光電子伝達機能を直接的に評価するために, 上記高分子の被覆による白金化酸化チタン光触媒の可視光増感水素生成を検討した. その結果, Ru(bpy)_3^<2+>のbpyリガンドへカルボキシル基を導入した場合, 酸化チタン表面との密着性に優れ, 増感効率の高いこと, 主鎖親水性ならびにリレー基導入による親水性の調整が重要であること, レドックス基の配列を含め, 多層化による傾斜ポテンシャルの導入が重要であることなど, 今後の研究において高効率分光増感光素子・光触媒へ, 更には, 分子素子へと発展させるための重要な知見が得られた.
|
