2019 年度研究成果報告書

金属担持共有結合性有機構造体から成る光駆動型選択酸化触媒の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17H04798
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	ナノ材料化学
研究機関	大阪大学
研究代表者	神谷和秀大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 准教授 (50716016)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	電子移動触媒 / 光触媒 / 共有結合性有機構造体 / ナノ材料
研究成果の概要	本研究では共有結合性トリアジン構造体細孔内に単一金属を担持したM-CTF材料を選択電子移動触媒として用いることで、（光）電気化学反応による有機物の酸化アップグレーディングを目指した。その結果、M-CTFから成る選択有機物酸化電極触媒の開発および光反応への展開に関して以下のような成果をあげた。 (1)Ru-CTFが水の酸化や触媒自身の酸化分解などの競合反応を抑制しながら、選択的にアルコール電極酸化反応のみを進行させることを見出した。 (2)Cu-CTFをTiO2とハイブリッドすることで、光強度に依存して亜硝酸還元反応の選択性が変化することを明らかにした。
自由記述の分野	材料化学、物理化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では水溶液系での有機物電気化学酸化反応において、競合反応である水および触媒自身の酸化をほぼ完全に抑えることに成功した。これはM-CTF触媒がガス状炭化水素の電気化学酸化アップグレーディングなどのより有用性の高い反応へ展開できることに一定の目途がついたことを意味する。さらに、本研究で実証した光強度およびそれに伴う作動電位の変調が光反応の選択性に及ぼす影響は、高効率な人工光合成系の構築において、必要不可欠な設計指針の一つになると考えられる。