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2019 年度 実績報告書

直鎖状及びリング状レニウム(I)多核錯体を中核とする新規光機能物質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H01198
研究機関東京工業大学

研究代表者

石谷 治  東京工業大学, 理学院, 教授 (50272282)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードリング状レニウム(I)錯体 / Keggin型ポリ酸 / 光物性 / CO2還元 / 光触媒 / 超分子
研究実績の概要

昨年度合成に成功した、リング状Re(I)三核錯体とRe錯体触媒部がエチニル鎖で連結した Re(I)四核錯体(Re≡Ring)のエチニル基を光化学的に還元し、選択的にエチレン基に変換する方法を確立した。このようにして得られたRe-RingとRe≡Ringを光触媒として用いたCO2還元反応を試みた。その結果、何れの錯体もCO2をCOへと選択的に還元する光触媒として高い機能を有することがわかった。光触媒反応の掲示変化および光触媒反応溶液の各種スペクトル測定により、Re≡Ringのエチニル基は光触媒反応初期においてエチレン基に還元されることが明らかになった。すなわち、真の光触媒は、何れの錯体から始めてもRe-Ringである。超分子光触媒Re-Ringは、対応するリング状Re(I)三核錯体と単核Re(I)錯体触媒を用いた混合光触媒系と比べ、光触媒機能の耐久性、CO生成の量子収率共に約1.4倍向上した。
リング状Re(I)四核錯体とSiおよびGeを中心に持つKeggin型ヘテロポリ酸(SiPOMおよびGePOM)の超分子複合体(Ring-XPOM)を光増感剤、Re(I)錯体もしくはRu(II)錯体を触媒としたCO2還元反応を試みたところ、4種の組み合わせ何れも光触媒的にCO2還元が進行した。主生成物は、Re(I)錯体を触媒とした場合COであり、一方Ru(II)錯体を用いるとギ酸となった。光触媒反応中の紫外可視吸収スペクトル測定および電気化学的に評価したSiPOMおよびGePOMの還元種の還元力の比較から、Re(I)錯体もしくはRu(II)錯体を用いた触媒的CO2還元反応においける触媒反応中間体の2電子目の還元電位を特定することに初めて成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Theoretical Insight into the Importance of a Carbamoyl Group in the Hydride Transfer from a Ruthenium Complex to a Pyridinium2020

    • 著者名/発表者名
      Matsubara Yasuo、Kosaka Tatsumi、Nagasawa Akira、Yoshida Yukino、Sakuma Ryuji、Masano Nana、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 364~367

    • DOI

      10.1246/cl.190937

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of an Emissive Spectacle-Shaped Hexanuclear Rhenium(I) Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yasuomi、Ishitani Osamu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 12905~12910

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01856

    • 査読あり
  • [学会発表] 低濃度二酸化炭素の直接資源化2020

    • 著者名/発表者名
      石谷 治
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 招待講演
  • [学会発表] リング状Re(I)四核錯体とポリ酸ハイブリッドによる光化学的多電子蓄積系を用いたCO2還元触媒中間体の還元電位測定2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋 麻璃亜・山崎 康臣・淺谷 剛・森本 樹・石谷 治
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
  • [学会発表] Design of Novel Mn(I) Catalysts for High Performance Photocatalytic CO2?Reduction2020

    • 著者名/発表者名
      David C. FABRY, Kenji OHASHI, Tomoji OZEKI, Osamu ISHITANI
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
  • [学会発表] Photocatalytic CO2 reduction with novel supramolecular Mn(I) complexes2019

    • 著者名/発表者名
      D.C. Fabry, H. Koizumi, D. Ghosh, Y. Yamazaki, H. Takeda, Y. Tamaki, O. Ishitani
    • 学会等名
      257th ACS National Meeting & Exposition
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic CO2 Reduction2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ishitani
    • 学会等名
      UK-IT Joint Meeting on Photochemistry 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of photocatalytic CO2 reduction systems using water as a reductant2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ishitani
    • 学会等名
      IUPAC 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photochemical Multi-Electron Accumulation and Photocatalytic CO 2 Reduction Using a Hybrid Consisting of a Ring-Shaped Re(I) Tetranuclear Complex and Polyoxomethalate2019

    • 著者名/発表者名
      Maria Takahashi, Osamu Ishitani
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on the Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds (ISPPCC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] リング状Re(I)四核錯体とポリ酸からなる光化学的多電子蓄積系を光増感剤として用いたCO2還元反応2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋麻璃亜, 山崎康臣, 淺谷剛, 森本樹, 石谷治
    • 学会等名
      第31回配位化合物の光化学討論会
  • [学会発表] Photocatalytic and Electrocatalytic Reduction of Low Concentration of CO22019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ishitani
    • 学会等名
      nanoGe Fall Meeting19 "Solar Fuel Synthesis: From Bio-inspired Design to Devices"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic and Electrocatalytic Reduction of Low Concentration of CO22019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ishitani
    • 学会等名
      3rd International Solar Fuels Conference and International Conference on Artificial Photosynthesis-2019 (ISF-3/ICARP2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状Re(I)三核錯体光増感部を有する超分子光触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      谷口貴史, Fabry David, 石谷治
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
  • [学会発表] リング状Re(I)三核錯体光増感部を有するCO2還元超分子光触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      谷口貴史, Fabry David, 石谷治
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] 環状Re(I)三核錯体光増感部を有する超分子光触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      谷口貴史, Fabry David, 石谷治
    • 学会等名
      第40回 光化学若手の会

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公開日: 2021-01-27  

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