クレイ層間を利用したアニリンの光重合と生成ポリアニリン/クレイ複合体の特性評価

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650862
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中平 隆幸 千葉大学, 工学部, 教授 (30009740)
• 研究分担者: 安中 雅彦 千葉大学, 工学部, 助教授 (40282446)
• キーワード: ポリアニリン / ルテニウムトリスビピリジル / アニリン二量体 / ヘクトライト粘土 / インタカレーション / 光酸化重合 / 電導性高分子 / クレイ複合体

研究概要

昨年度に引き続き、ルテニウムトリスビピリジル錯体(Ru(bpy)_3^<2+>)によるアニリン二量体の光重合におけるクレイ層のテンプレート効果ならびに酸ドープ効果を検討するとともに、他の多重アニオン性物質との比較検討を行った。すなわち、クレイとして、親水性ヘクトライト系粘土であるイオナイトHを用い、クレイ層間へのルテニウム錯体ならびにプロトン化したアニリン二量体のインターカレーション、ならびに、励起ルテニウム錯体へのアニリン二量体からの電子移動条件の最適化を図り、ルテニウム錯体を光触媒とするポリアニリンの生成効率の向上、ならびに、生成するポリアニリンが、生成とともに光酸化、プロトンドープされたポーラロン、バイポーラロン構造の安定化を試みた。また、他の多重アニオン性物質のテンプレート効果、酸ドープ効果を検討した結果、多重アニオンがフレキシブルなポリビニル硫酸カリウムの場合、重合条件によって得られた複合体が水あるいは有機溶媒に可溶となること、ドデシル硫酸ナトリウムミセルの場合は、クレイであるイオナイト同様に、二次元に規制された界面あるいは層間において共役長の長いポリアニリンが生成すること、また、剛直な棒状構造を有するDNAを用いた場合に高pHにおいても酸ドープ状態を保つ複合体が得られるなど、テンプレートによって異なる構造、特性の複合体が得られることを明らかにした。得られたポリアニリン/多重アニオン複合体の種々の条件下での酸化還元能ならびに電導性の測定から、電導材料、蓄電材料としての有用性を明らかにした。すなわち、一般に酸性条件下でなければ酸ドープ状態による電気活性が失われれることが知られているポリアニリンが、クレイをはじめとする多重アニオン性物質との複合体の生成により、安定した電導能、蓄電能の保持が行われることが検証できた。

研究成果

• [文献書誌] S.Uemura, M.Yoshie, K.Kobayashi, T.Nakahira: "Photopolymerization of Aniline Dimer by Photocatalytic Reaction in the Interlayer of a Hectorite Clay"Polymer Journal. 32. 987-990 (2000)
• [文献書誌] S.Uemura, T.Shimakawa, K.Kusabuka, T.Nakahira: "Template Photopolymerization of Aniline Dimer by Photo-Catalytic Reaction in the Presence of DNA"Journal of Materials Chemistry. 11. 267-268 (2001)
• [文献書誌] N.Kobayashi, S.Uemura, K.Kusabuka, T.Nakahira: "An Organic Red Emitting Diode with a Water-soluble DNA/Polyaniline Complex Containing Ru(bpy)3^<2+>"Journal of Materials Chemistry. 11. 1766-1768 (2001)
• [文献書誌] S.Uemura, T.Nakahira, N.Kobayashi: "Photopolymerization of Aniline Derivatives by Photo-induced Electron Transfer for Application to Image"Journal of Materials Chemistry. 11. 1585-1589 (2001)
• [文献書誌] S.Uemura, S.Tokuda, T.Nakahira, N.Kobayashi: "Formation of Polyaniline/Micelle Complex with Photo-catalytic Reactuin of Ruthenium Trisbipyridyl"Synthetic Metals. 119. 89-90 (2001)