| 研究領域 | 人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換：実用化に向けての異分野融合 |
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| 研究課題/領域番号 |
25107508
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
小島 隆彦 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20264012)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 遷移金属錯体 / ポルフィリン超分子 / 二酸化炭素固定 / プロトン共役電子移動 / 光誘起電子移動 |
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| 研究実績の概要 |
１．ピリジンペンダントを有する３座ピリジルアミン配位子、及びそのCu(II)錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションを行った。各種分光学測定により、その錯体は水溶液中で三方両錐型５配位構造を取っていることがわかった。また、各種電気化学測定により、銅中心の酸化還元電位はpHに依存しないことがわかった。さらに、非キレートペンダントピリジンにおけるプロトン化により、pH 4.2では酸素の４電子電解触媒的還元反応が高い選択性で進行することを明らかにした。しかしながら、そのCu(II)錯体を用いたCO2の電解還元は進行しなかった。
２．ピリジン環を有する各種スルフィド誘導体配位子を合成し、それらのNi(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを行った。メタノール中における電気化学測定の結果、Ni(II)/Ni(I)の酸化還元電位において、CO2の還元に由来する触媒電流を観測した。触媒電流のオンセット電圧の最高値は-0.85 V (vs SCE)で、kcatは0.48 /sであった。このとき、２電子還元生成物であるCOが生成していることがガスクロマトグラフィにより示された。
３．４つのメソフェニル基のパラ位にカルボキシル基を導入した、サドル型歪みを呈するドデカフェニルポルフィリンとそのCu(II)錯体を合成し、その結晶構造解析を含むキャラクタリゼーションを行った。その結果、直径約4.5オングストロームのチャンネル構造が形成されていることがわかった。さらに、1気圧273 Kで吸着等温線を測定したところ、その超分子構造の細孔に8cm-3/gのCO2が吸蔵されることが明らかとなった。この銅錯体は、超分子構造を崩壊させてパウダー状になっても、1気圧273 KでCO2を吸蔵することも示された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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