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2023 年度 研究成果報告書

金属錯体の電気化学的重合を用いた位置選択的半導体表面修飾による高性能光触媒の創製

研究課題

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研究課題/領域番号 22K14715
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 康臣  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90784075)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード二酸化炭素還元 / 光触媒反応 / 複合型光触媒 / 重合反応
研究成果の概要

半導体光触媒と金属錯体光触媒を複合化したハイブリッド型光触媒は、メタノールやアミン等を電子源として光触媒的且つ選択的に二酸化炭素還元反応を駆動できる光触媒として注目されている。本研究では、ハイブリッド型光触媒の高効率化・高耐久化を可能にする新しい複合化手法の開発を行った。半導体粉末由来の励起電子を用いて還元的重合反応を光化学的に駆動させることで、半導体粉末上に金属錯体をポリマー状に担持させる新しい担持手法を確立し、吸着量・吸着耐久性に加えて光触媒活性も従来系を大きく上回ることに成功した。

自由記述の分野

錯体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

二種類の光触媒を複合化したハイブリッド型光触媒は、潜在的に高い酸化力と還元力を同時に発現できる光触媒であり、弱い還元剤、理想的には水を電子源として二酸化炭素を有用な化合物へ変換できる光触媒としての活用が期待される。しかし、アンカー配位子のみを用いた従来の錯体担持手法では錯体が半導体表面から脱離しやすいという重大な課題を抱えていた。半導体上にポリマー化した錯体を担持できる本研究の担持手法は、従来法の耐久性に関する課題の解決法を提案するものである。本手法は、複数の半導体-錯体の組み合わせに適用できており、今後様々なハイブリッド型光触媒の調製に応用することで優れた光触媒群を創製できる可能性が高い。

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公開日: 2025-01-30  

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