ナノ構造電荷伝搬/エネルギー変換高分子組織体の機能と解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09232207
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 金子 正夫 茨城大学, 理学部, 教授 (90109794)
• キーワード: ナノ構造 / 電荷伝搬 / エネルギー変換 / 亜鉛テトラフェニルポルフィリン / プロトン還元触媒 / ポリビニルピリジン

研究概要

電荷伝搬/エネルギー変換中心分子として金属錯体をナノオーダーの分子間距離で高分子膜中に分散して高分子組織体を作り,その電荷伝搬および光エネルギー変換機能をあきらかにした.具体的には,亜鉛テトラフェニルポルフィリン(ZnTPP)を電極に被覆したポリ-4-ビニルピリジン(PVP)膜に分散すると,電気触媒化学的なプロトン還元触媒として高い活性を示し,水素を生成することを見いだし,またこれが可視光照射により著しく促進されることを明らかにした.
電荷伝搬の錯体濃度依存性から膜中で電荷は物理的交換(拡散)により起こることを始めて明らかにした.電極から電子注入を受けて還元された錯体2分子がプロトンを還元して水素を発生すると思われる.また光励起により生じた錯体の励起一重項がカソード電位により消光されることから,電極からナノメーターオーダーの距離にある錯体の励起一重項が電極から電子注入により還元を受けて活性な状態となることによりプロトンを還元する機構が加わることを提案した.

研究成果

• [文献書誌] T.Ohshima, K.Nagai, M.Tada, S.Ishikawa, M.Kaneko: "Photoluminescence Behavior and Photoinduced Electron Transfer of Ru (bpy) 32+ in a Polysiloxane Film" New J.Chem.21. 615-619 (1997)
• [文献書誌] M.Yagi, K.Nagoshi, M.Kaneko: "Cooperative Catalysis and Critical Decomposition Distance between Molecular Water Oxidation Catalysts Incorporated in a Polymer Membrane" J.Phys.Chem.B. 101. 5143-5146 (1997)
• [文献書誌] M.Yagi, K.Kinoshita, M.Kaneko: "Enhancing Effect of an Amino Acid Residue Model for the Electro-chemical Water Oxidation Catalysts Confined in a Polymer Membrane" J.Phys.Chem.B. 101. 3957-3960 (1997)
• [文献書誌] M.Kaneko et al.: "Photoelectrochemical Proton Reduction with Coated Zinc Tetraphenylporphyrin Dispersed into Poly (4-vinylpyridine)" J.Porphyrins and Phthalocyanines. 1. 215-220 (1997)
• [文献書誌] M.Yagi, T.Mistumoto, M.Kaneko: "Potential Step Chronocoulospectrometry of a Polymer Membrane incorporating Tris (2,2'-bipyridine) ruthenium (II) complex" J.Electroanal.Chem.437. 219-223 (1997)
• [文献書誌] M.Kaneko: "Organic Conductive Molecules and Polymers, H.S.Nalwa ed. Vol.4, pp.661-691" Jhon Wiley & Sons, Ltd, 703 (1997)
• [文献書誌] 金子正夫編著: "光化学エネルギー変換" アイピーシー, 446 (1997)