• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2009 年度 実績報告書

複核有機金属ヒドリド錯体を用いる水中常圧水素による常圧二酸化炭素固定

研究課題

研究課題/領域番号 21550061
研究機関大阪大学

研究代表者

末延 知義  大阪大学, 工学研究科, 助教 (90271030)

キーワード触媒・化学プロセス / 水素 / 光物性 / 地球温暖化 / 燃料電池 / 化学燃料 / 有機金属 / 水
研究概要

水中において、常圧水素と容易に反応して生成する複核有機金属ヒドリド錯体を用い、常圧水素によって常圧二酸化炭素をギ酸として還元的に固定できる新規な二酸化炭素固定触媒系の構築を目的として研究を行った。
常圧水素との反応を目的とした新規複核有機金属錯体の合成
有機金属イリジウム塩化物をトリアクア錯体へと変換し、これを、別途ルテニウムアクア錯体と架橋型配位子とを反応させて得たルテニウム錯体と水中で混合して反応させ、イリジウム-ルテニウム複核アクア錯体を得た。これを水素還元することで、新規複核金属ヒドリド錯体を得た。また、新規単核イリジウムヒドリド錯体も合成した。一連の錯体合成反応は、水中でのほぼ定量的反応であり、環境負荷が小さいだけでなく、極めて高純度の錯体を得ることができた。イリジウム-ルテニウム複核アクア錯体については、ギ酸分解水素発生反応における極めて効率の良い水中触媒として作用することを見出し、その至適pHが決定できた。興味深いことに、重水中における水素発生速度と比較して極めて大きな速度論的重水素同位体効果が観測され、その温度依存性を検証した。有史以来、数多くの水素発生研究があるが、本研究の成果は、均一触媒系の水素発生におけるトンネル効果を観測した人類初の例となることがわかった。この成果が認められ、アメリカ化学会誌に速報として掲載された。
新規複核有機金属ヒドリド錯体の生成と反応ダイナミクス
新規に合成した各種有機金属ヒドリド錯体は、脱プロトン化により低原子価(イリジウム(I))錯体となる。生成した低原子価(イリジウム(I))錯体を酸により滴定する事で、その吸収スペクトル変化からヒドリド錯体のpK_aを決定する事ができた。様々なpHの水溶液中で、触媒的水素発生反応の速度定数、ギ酸生成の速度定数を決定し、ギ酸生成の速度定数が最大となるような至適pHを決定し、特許出願した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Unusually Large Tunneling Effect on Highly Efficient Generation of Hydrogen and Hydrogen Isotopes in pH-Selective Decomposition of Formic Acid Catalyzed by a Heterodinuclear Iridium-Ruthenium Complex in Water2010

    • 著者名/発表者名
      Suenobu, T., et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 132

      ページ: 1496-1497

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contrasting Effects of Axial Ligands on Electron-Transfer Versus Proton-Coupled Electron-Transfer Reactions of Nonheme Oxoiron (IV) Complexes2010

    • 著者名/発表者名
      Suenobu, T., et al.
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal 16

      ページ: 354-361

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metallocene bis (perfluoroalkanesulfonate)s as air-stable cationic Lewis acids2009

    • 著者名/発表者名
      Suenobu, T., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry 694

      ページ: 1524-1528

    • 査読あり
  • [学会発表] 常温水中におけるイリジウム-ルテニウム複核金属錯体触媒を用いたギ酸による酸素の高効率4電子還元反応2010

    • 著者名/発表者名
      末延知義, et al.
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学 (東大阪市)
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] ナノサイズ状メソポーラスシリカアルミナに挿入したドナーアクセプター連結カチオン分子の長寿命光電子移動状態の生成と光触媒作用2010

    • 著者名/発表者名
      末延知義, et al.
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学 (東大阪市)
    • 年月日
      2010-03-26
  • [学会発表] Efficient Catalytic Decomposition of Formic Acid for the Selective Generation of H_2 and H/D Exchange with Water Soluble Metal Complexes in an Aqueous Solution2009

    • 著者名/発表者名
      末延知義, et al.
    • 学会等名
      International Conference on Green & SustainableChemistry (ICGSC 2009)
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      20090800
  • [学会発表] メソポーラスシリカナノチューブに挿入されたドナー・アクセプター連結分子の長寿命光電荷分離状態の生成とアルキルベンゼン類の選択的酸素酸化反応2009

    • 著者名/発表者名
      末延知義, ら
    • 学会等名
      第42回酸化反応討論会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2009-11-15
  • [学会発表] 有機金属複核錯体を触媒とする常温水中でのギ酸分解水素同位体発生反応におけるトンネル効果2009

    • 著者名/発表者名
      末延知義, ら
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎大学 (長崎市)
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] ナノサイズメソポーラスシリカ細孔内に挿入したドナーアクセプター連結分子の長寿命光電荷分離2009

    • 著者名/発表者名
      末延知義, ら
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      桐生市民文化会館 (桐生市)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Photocatalytic Hydrogen Evolution from Ascorbic Acid Using Organorhodium and Ruthenium Complexes in Water at Room Temperature2009

    • 著者名/発表者名
      末延知義, et al.
    • 学会等名
      18^<th> ISPPCC (配位化合物の光化学討論会)
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (札幌市)
    • 年月日
      2009-07-06
  • [備考]

    • URL

      http://www-etchem.mls.eng.osaka-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 単核金属錯体、二酸化炭素固定用触媒、ギ酸分解用触媒、ギ酸の製造方法および水素 (H_2) の製造方法2010

    • 発明者名
      末延知義, ら
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2010-048477
    • 出願年月日
      2010-03-04
  • [産業財産権] 重水素 (D_2) および重水素化水素 (HD) の少なくとも一方を製造する方法、並びにこれに使用するギ酸分解用触媒2009

    • 発明者名
      末延知義, ら
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2009-060187
    • 出願年月日
      2009-03-12

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi