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金属ポルフィリン自己組織化分子層の構造制御積層化による新規機能性界面構造の構築

公募研究

研究領域分子アーキテクトニクス:単一分子の組織化と新機能創成
研究課題/領域番号 26110510
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

近藤 敏啓  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (70240629)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード自己組織化 / 金属ポルフィリン / 表面・界面物性 / 構造・機能材料 / 光物性
研究実績の概要

今年度は前年度に構築条件を確立したAu(111)基板上の鉄およびコバルトポルフィリン(FeTPP、CoTPP)分子層の酸素還元触媒能を評価するとともに、新たに亜鉛ポルフィリン(ZnTPP)のSi(111)基板上への構築条件を確立し、その可視光誘起電子移動について評価した。
金属ポルフィリンとの結合性官能基としてのチオール基を有する、1,4-Benzene-dithiol(1,4-BDT)の自己組織化単分子層(SAM)をAu(111)単結晶基板上に構築し、そのSAM修飾Au(111)基板をFeTPPおよびCoTPP溶液に浸漬して、FeTPP分子層修飾Au(111)基板およびCoTPP分子層修飾Au(111)基板を作製した。両分子層修飾Au(111)電極の酸素飽和0.05 M硫酸電解質溶液中で測定したリニアスイープボルタモグラムにより、下地の1,4-BDT SAM修飾Au(111)電極ではほとんど観測されなかった酸素還元電流が、両修飾電極では大きく観測された。また、回転リングディスク電極を用いて、四電子還元はバルクと同様CoTPPの方がFeTPPより大きいことを明らかとした。
金属ポルフィリンとの結合性官能基としてのカルボキシ基を有するMethyl acrylate(MA)およびEthyl undecylenate(EU)のSAMをSi(111)単結晶基板上に構築し、そのSAM修飾Si(111)基板をZnTPP溶液に浸漬して、ZnTPP分子層修飾Si(111)基板を作製した。作製した修飾Si(111)電極の可視光誘起電子移動による光電流測定によって、その効率を評価するとともに、偏光変調反射赤外分光やX線光電子分光によって、高効率な修飾電極構築条件を確立した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Size Dependent Lattice Constant Change of Thiol Self-Assembled Monolayer Modified Au Nanoclusters Studied by Grazing Incidence X-ray Diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo, Takuya Masuda, Motoko Harada, Osami Sakata, Yoshio Katsuya, Kohei Uosaki
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications

      巻: 65 ページ: 35-38

    • DOI

      10.1016/j.elecom.2016.02.007

    • NAID

      120006415983

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 放射光利用SXS法による電極触媒のその場構造追跡 -金単結晶電極/電解質溶液界面の電位依存性の動的追跡-2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 魚崎浩平
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 ページ: 72-77

    • NAID

      130005127228

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In situ real-time study on potential induced structure change at Au(111) and Au(100) single crystal electrode/sulfuric acid solution interfaces by surface x-ray scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo, Joerg Zegenhagen, Satoru Takakusagi, Kohei Uosaki
    • 雑誌名

      SURFACE SCIENCE

      巻: 631 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1016/j.susc.2014.06.013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thin Film Structures of Metal-Organic Framework [Cu<sub>3</sub>(BTC)<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>3</sub>]<i><sub>n</sub></i> on TiO<sub>2</sub>(110)2014

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, M.; Okajima, S.; Kondo, T.; Hara, K.; Chun, W.-J.
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 82 号: 5 ページ: 335-337

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.82.335

    • NAID

      130004562463

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Step-by-step Investigation of Atomically Flattening Processes of Au(111) Single Crystal Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      N. Umezawa, S. Sano, N. Aoki, G. Friedbacher, and T. Kondo
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 82 号: 5 ページ: 346-350

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.82.346

    • NAID

      130004562455

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-Assembly Process of Flatly Adsorbed Porphyrin Self-Assembled Monolayer on a Au(111) Surface Studied by ex situ Scanning Tunneling Microscopy and Electrochemical Reductive Desorption Measurements2014

    • 著者名/発表者名
      N. Aoki, K. Sato, K. Hasegawa, S. Sano, M. Kageyama, N. Umezawa, and T. Kondo
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 82 号: 5 ページ: 385-390

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.82.385

    • NAID

      130004562452

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical Construction of Ni and Co Core - Pt Shell Nanoparticles as Catalysts for Oxygen Reduction Reaction2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nagai, H. Aso, M. Kawabuchi, and T. Kondo
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58 号: 25 ページ: 27-31

    • DOI

      10.1149/05825.0027ecst

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Photoelectrochemical Characteristics of Two-dimensional Porphyrin Molecular Layers on Si(111)2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shokai, Y. Ishikawa, M. Hase, T. Kondo
    • 学会等名
      第96日本化学会春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Structure Controlled Construction of Metal-Porphyrin Molecular Layers by Self-Assembly Technique2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishikawa, A. Shokai, M. Hase, N. Aoki, T. Kondo
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Insertion Process of Li into n-Si(111)2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, N. Aoki, K. Uosaki
    • 学会等名
      228th ECS Meeting
    • 発表場所
      Phonix
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニッケルコア-白金シェル微粒子の電気化学的調製とその酸素還元触媒活性2015

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 上田摩耶, 弘田美紗子
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      深谷工大
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Binding Group Terminated Self-Assembled Monolayers (SAMs) for Multilayer Formation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, Y. Ishikawa, A. Shokai, M. Hase, H. Terasaki
    • 学会等名
      International Workshop on Molecular Architectonics
    • 発表場所
      Shiretoko
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平面吸着型金属ポルフィリン分子層の構築とその機能性評価2014

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 有阪朋子, 石川友利香, 青木菜々
    • 学会等名
      第5回分子アーキテクトニクス研究会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Binding Group Terminated Self-Assembled Monolayers for Multilayer Formation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Arisaka, Y. Ishikawa, N. Aoki, and T. Kondo
    • 学会等名
      226th ECS Meeting
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Layer-by-layer Construction of Flatly Adsorbed Porphyrin Monolayers on a Au(111) Surface2014

    • 著者名/発表者名
      N. Aoki, T. Arisaka, B. Zhang, and T. Kondo
    • 学会等名
      248th ACS National Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Construction and Structural Analyses of Carboxylate Terminated Self-Assembled Monolayers on Si(111)2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishikawa, T. Arisaka, N. Aoki, and T. Kondo
    • 学会等名
      248th ACS National Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Structural Studies on First-Ordered Self-Assembly Process of Flatly Adsorbed Porphyrin Derivatives on Au(111)2014

    • 著者名/発表者名
      N. Aoki, K. Sato, K. Hasegawa, S. Sano, M. Kageyama, N. Umezawa, and T. Kondo
    • 学会等名
      248th ACS National Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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