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2017 年度 実績報告書

錯体化学のフォトニクスへの挑戦 ― Lnクラスター錯体に基づくフォトン変換材料

研究課題

研究課題/領域番号 15K13653
研究機関東北大学

研究代表者

壹岐 伸彦  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50282108)

研究分担者 鈴木 敦子 (升谷敦子)  東北大学, 環境科学研究科, 助教 (10633464)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードフォトニクス / 金属錯体 / ランタニド / 発光 / クラスター錯体 / テルビウム / イッテルビウム / ダウンコンバージョン
研究実績の概要

本研究の目的は,従来セラミクスでしか実現していない光エネルギーのアップ・ダウンコンバージョン(UC・DC)を可能とする異核ランタニドクラスター錯体を生成させ,フォトニック材料を創製するところにある.実績は次の通りである.
1.異核複核Lnクラスター錯体の生成:Ln3TCAS2が1:1錯体Ln1TCAS1を経て段階的に生成することを利用し,Tb(III)とTCASとの反応混合物を分取LCに供しTb1TCAS1を分取後,Yb(III)を反応させ異核複核錯体Tb2Yb1TCAS2を生成させることに成功した.
2.フォトニクス材料化
アニオン性錯体Tb3TCAS2をカチオン交換体QAE-Sephadex A-25に静電的に定量的に担持させて発光材料を得ることに成功した.これについて発光寿命は1.18 ms,発光量子収率は45%となり高い値を得た.同一の手順による発光材料の調製を重水中で行いTb配位水分子のO-H振動失活の除去による高性能化を検討した.その結果,発光寿命は1.32 msと量子収率は53%と増大することが判った.それほど劇的な効果をもたらさなかったのはSephadexのC-H振動子へのエネルギー移動による失活の寄与と考えている.
3. まとめ
フォトニック材料創製の基礎として上記1異核複核錯体Tb2Yb1TCAS2の生成と2材料化を達成した.フォトニクス材料の調製は項目1, 2を組み合わせれば即,実現可能である.一方UCの予備的な検討の結果,蛍光分光光度計の励起源はUCさせるほどの強度がないことが判った.今後半導体レーザーなど強力な励起源の入手が課題となる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multi-coloration of Calixarene-coated Silver Nanoparticles for the Visual Discrimination of Metal Elements2017

    • 著者名/発表者名
      ABE Norioki、IKI Nobuhiko
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 ページ: 1141~1145

    • DOI

      10.2116/analsci.33.1141

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Capillary Electrophoresis Depicting Thermodynamics and Kinetics of Complexes in Aqueous Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Iki
    • 学会等名
      the 46th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2017 Jeju)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Separation of Homo- and Heterotrinuclear Lanthanide Complexes based on Thiacalix[4]arene-p-tetrasulfonate by Capillary Electrophoresis2017

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Karashimada, Haruna Sasaki, Nobuhiko Iki
    • 学会等名
      the 46th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2017 Jeju)
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of luminescent materials by adsorbing a water-soluble terbium-(III)-thiacalix[4]arene complex onto an ion exchanger2017

    • 著者名/発表者名
      Narumi Shiraishi, Ryunosuke Karashimada, Nobuhiko Iki
    • 学会等名
      isCEBT2017
    • 国際学会
  • [学会発表] キャピラリー電気泳動を用いたクラスター型同核・異核ランタニド-チアカリックスアレーン錯体の精密分離2017

    • 著者名/発表者名
      唐島田龍之介,佐々木春菜,壹岐伸彦
    • 学会等名
      第15回ホスト・ゲスト超分子化学シンポジウム
  • [学会発表] 水溶性ランタニド(III)-チアカリックスアレーン錯体とイオン交換体を用いる発光材料の創製2017

    • 著者名/発表者名
      白石成美,唐島田龍之介,壹岐伸彦
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
  • [学会発表] 三核ランタニドクラスター錯体の解離反応速度論2017

    • 著者名/発表者名
      多川友哉,唐島田龍之介,壹岐伸彦
    • 学会等名
      第33回希土類討論会

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公開日: 2018-12-17  

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