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2012 年度 実績報告書

積層機能と光電変換機能を併せ持つ分子集積体の創製と特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 23681025
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

羽會部 卓  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70418698)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードポルフィリン / 光エネルギー変換 / ナノチューブ
研究概要

本年度はまず昨年度合成に成功したコロネンテトライミドの分光及び電気化学特性を系統的に評価するために、各種ベンゾペリレン及びコロネン誘導体の合成に取り組んだ。具体的に電子吸引性基であるイミド基やエステル基の数が異なる誘導体を計9種類合成した。また、コロネンイミド体とドナー分子との連結体を合成するためにの反応条件の探索も進めた。一方、ポルフィリン集合体に関してはこれまでに亜鉛テトラピリジルポルフィリンZnP(Py)4によって構成される特異な六角柱型結晶特性を利用して中空構造を有するナノチューブ状棒状分子集合体作製と光エネルギー変換系への展開を行ってきた。本年度は新たにZnP(Py)4ナノチューブ(外層)の高い光捕集および酸化還元機能と内包されるPt/TiO2ナノ粒子の光触媒機能を組み合わせた新規なポルフィリンナノロッド[Pt/TiO2- ZnP(Py)4 nanorod]の作製を行い、光水素発生系への展開を行った。また、上記の系以外にもPaddle Wheel (PW) 型配位結合を利用し、ポルフィリンシートによって高次集積化した分子集合体や昨年度から引き続き行っているナノカーボン材料を用いた集合体系などについても集合体作製とエネルギー変換特性評価を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

六角柱構造を有するポルフィリン系分子集合体やポルフィリン/ナノカーボン(フラーレン・カーボンナノチューブ・グラフェン)複合分子集合体については集合体合成と物性評価は順調に進行している。一方、ベンゾペリレン及びコロネンイミド誘導体の合成展開については技術的に克服すべき課題が予想以上に多く、当初の予定より少し遅れている。

今後の研究の推進方策

六角柱構造を有するポルフィリン系分子集合体やポルフィリン/ナノカーボン複合分子集合体については大方集合体作製に成功し、特性評価まで行うことができた。最終年度はベンゾペリレン及びコロネンのイミド体の物性評価とドナー分子を導入した光エネルギー変換系まで当初の計画通り進める予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Remarkable Enhancement of Photocatalytic Hydrogen Evolution Efficiency Utilizing An Internal Cavity of Supramolecular Porphyrin Hexagonal Nanocylinders Under Visible-Light Irradiation2013

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

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 ページ: 4441-4449

    • DOI

      10.1021/jp400381h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Structural Control of Metal Coordination-Assisted Supramolecular Architectures of Porphyrins. Nacubes to Microrods2012

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

      Chem. Commun.

      巻: 48 ページ: 4441-4443

    • DOI

      10.1039/C2CC30756A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon Nanohorn-Porphyrin Dimer Hybrid Material for Enhancing Light Energy Conversion2012

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

      J. Phys. Chem. C

      巻: 116 ページ: 9439-9449

    • DOI

      10.1021/jp302178q

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc Phthalocyanine-Graphene Hybrid Material for Energy Conversion: Synthesis, Characterization, Photophysics and Photoelectrochemical Cell Preparation2012

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

      J. Phys. Chem. C

      巻: 116 ページ: 20564-20573

    • DOI

      10.1021/jp305783v

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo- and Electro- functional Self-Assembled Architectures of Porphyrins2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hasobe
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 14 ページ: 15975-15987

    • DOI

      10.1039/C2CP42957H

    • 査読あり
  • [学会発表] ヘキサアザトリフェニレントリイミド誘導体の合成と光物性2012

    • 著者名/発表者名
      青木徹、酒井隼人、羽曾部卓
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120900
  • [学会発表] 三重水素結合部位を有するコロネンイミド誘導体の合成とホスト-ゲスト型分子集合体の展開2012

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人、羽曾部卓
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120900
  • [学会発表] コロネンテトライミド誘導体の合成と電子移動還元特性2012

    • 著者名/発表者名
      井田宏一、酒井隼人、大久保敬、福住俊一、羽曾部卓
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120900
  • [学会発表] Porphyrin-Based Photofunctional Nanoarchitectures for Energy Conversion and Electronics2012

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasobe
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-7)
    • 発表場所
      Jeju
    • 年月日
      20120701-20120706
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次分子集積化とエネルギー変換機能2012

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人、間瀬謙太朗、大久保敬、福住俊一、羽曾部卓
    • 学会等名
      超分子懇談会
    • 発表場所
      横浜テクノタワー
    • 年月日
      20120700
  • [学会発表] 超分子化学的手法を利用した光・電子機能発現とエネルギー変換材料の展開2012

    • 著者名/発表者名
      羽曾部卓
    • 学会等名
      関東高分子若手の会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20120600
  • [図書] Handbook for Carbon Nanomaterials2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hasobe
    • 総ページ数
      p.95-130
    • 出版者
      World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.

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公開日: 2015-05-28  

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