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2019 年度 実績報告書

炭素系複合材料を用いた光合成型物質変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05760
研究機関名城大学

研究代表者

永田 央  名城大学, 理工学部, 教授 (40231485)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
キーワード炭素系材料 / 二酸化炭素 / 電解還元
研究実績の概要

本年度は、前年度に引き続き、二酸化炭素還元触媒の開発と、カーボンペーパーとの複合化について検討した。
疎水性ポルフィリンを用いた系については、新たにテトラキス(4-(2-エチルヘキシルオキシカルボニル)フェニル)ポルフィリン亜鉛・銅錯体を合成し、これらを用いたカーボンペーパーとの複合化について検討した。最初、前年度と同様にディップコート法による複合化を試みたが、SEM 測定の結果から、亜鉛・銅錯体の担持量が大幅に異なることが示唆された。二種類の錯体の混合系への展開を進めるには不都合があると判断した。次に、ドロップキャスト法による複合化を試みたが、手動では再現性に問題があることがわかった。そこで、シリンジポンプを用いた自動滴下装置を構築し、再現性よく一定量を均一にドロップできる技術を確立した。これを用いて電気化学測定を行ったところ、二酸化炭素の還元電流が観測できた。
シッフ塩基型金属錯体を用いた系については、ドロップキャスト法でカーボンペーパーとの複合化を試みたが、予想に反して還元電流がほとんど観測できなかった。SEM 測定で詳細を調べたところ、金属錯体が微結晶の集合体としてカーボンペーパーの繊維上に堆積しており、電極からの電子授受ができていないものと推測された。そこで、電極との接触表面積を増やすため、担体としてカーボンブラックを利用することを試みた。カーボンブラックと錯体から均一なインクを調製する方法を種々検討し、2-ブタノールを溶媒にすることで数時間から1日程度は安定な分散状態を維持できることがわかった。このインクを用いて、グラッシーカーボン電極上での CV を評価し、二酸化炭素存在下での還元電流の増大を確認した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] Synthesis and electrochemical behavior of a novel tripyridylmethane ligand with a Lewis base at the 6-positions and its metal complexes.2020

    • 著者名/発表者名
      Madoka Kanazawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Photoreaction of Carbon Dioxide with Aryl Halides Using Various Photosensitizers and Reductants2020

    • 著者名/発表者名
      Takuma Nishizawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Photoreaction at the liquid/liquid interface with an amphiphilic porphyrin sensitizer2020

    • 著者名/発表者名
      Hinako Shima and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Electrochemical reduction of carbon dioxide using Cu salophen as an electrocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Awazu and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Fabrication of Carbon Electrodes Modified with Two Metal Porphyrins and Electrochemical Reduction of CO2 Using the Electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Asai and Toshi Nagata
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Investigation of reducing agents in the photoreaction of carbon dioxide and aromatic bromides2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Nishizawa and Toshi Nagata
    • 学会等名
      第36回有機合成化学セミナー

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公開日: 2021-01-27  

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