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2013 年度 研究成果報告書

積層化可能な一枚様態有機高分子型光触媒による可視光誘起水分解

研究課題

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研究課題/領域番号 24655169
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関東京工業大学

研究代表者

長井 圭治  東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (30280803)

連携研究者 彌田 智一  東京工業大学, フロンティア研究機構, 教授 (90168534)
阿部 敏之  弘前大学, 大学院理工学研究科, 教授 (20312481)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード可視光光触媒 / オルガノフォトキャタリスト / pn接合体 / 人工光合成 / j-cat
研究概要

一枚膜の表と裏で酸化還元を独立に行う"Artificial leaf"は、逆反応を抑制するのみならず、二室系セルに比べて設置形態や場所に自由な簡単な構造をもつ。本研究では、これまでに我々の進めてきた知見をもとに有機半導体による"Artifical organic leaves"の構築を目標とし、高分子膜として反応基質輸送の可能な高品質ブロックコポリマーを用いて、これにp型、n型有機半導体をこの順番に積層することに成功し、その特性を明らかにした。反応基質輸送の適切な温度や、酸化反応の温度依存性を明らかにした。この二つの特性がともに高い温度領域で光触媒を使用すべきであるという結論を得た。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Decomposition of hydrazine by organic fullerene/phthalocyanine p-n bilayer photocatalysis system over the entire visible-light region2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Abe, Naohiro Taira, Yoshinori Tanno Yuko Kikuchi and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 50 (16) ページ: 1950-1952

  • [雑誌論文] Multilayerization of Organophotocatalyst Films that Efficiently Utilize Natural Sunlight in a One-pass-flow Water Purification System2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Yuzuri Yasuda, Tomokazu Iyoda, and Toshiyuki Abe
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chem. Eng

      巻: 1, (8) ページ: 1033-1039

  • [雑誌論文] Full-spectrum-visible-light photocatalyst based on the active layer of an organic solar cell–towards water splitting and volatile molecule degradation2013

    • 著者名/発表者名
      長井圭治, 阿部敏之
    • 雑誌名

      高分子論文集KOBUNSHI RONBUNSHU Japanese Journal of Polymer Science and Technology

      巻: 70 (9) ページ: 459-475

  • [雑誌論文] Enhanced photoanodic output at an organic p/n bilayer in the water phase by means of the formation of whiskered phthalocyanine2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Abe Yoshinori Tanno, Toshihiro Ebina, Shouichi Miyakushi, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 5 (4) ページ: 1248–1253

  • [雑誌論文] Site-Selective Self Assembly of Fullerene Nanoparticles on Amphiphilic Block Copolymer Thin Film from Water Suspension2012

    • 著者名/発表者名
      Tianyu Yang, Shuai Zhang, Motonori Komura, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 51 (7) ページ: 070201 (3 pages)

  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of Biphasic Vanadyl phthalocyanine and C60 composite nanoparticles through a reprecipitation process2012

    • 著者名/発表者名
      Arunachalam Prabhakarn, Shuai Zhang, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 37[2] ページ: 205-208

  • [雑誌論文] Photocatalytic Decomposition of N-methyl-2-pyrrolidone, Aldehydes, and Thiol by Biphase and p/n Junction-like Organic Semiconductor Composite Nanoparticles Responsive to Full Spectrum of Visible Light2012

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhang, Prabhakarn Arunachalam, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. Part A Photochem

      巻: 244 ページ: 18-23

  • [雑誌論文] Photoelectrode Characteristics of Partially Hydrolyzed Aluminum Phthalocyanine Chloride/Fullerene C_<60> Composite Nanoparticles Working in a Water Phase2012

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhang, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 17 (9) ページ: 10801-10815

  • [雑誌論文] Organophotocatalysis system of p/n bilayers for wide visible-light-induced dihydrogen evolution2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Abe, Junpei Chiba, Misaki Ishidoya, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 2 (21) ページ: 7992-7996

  • [雑誌論文] Relationship between the morphology of poly(3-hexylthiophene)/methanofullerene composite and its photoelectrode characteristics in the water phase2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Abe, Miyuki Ichikawa, Takahito Hikage, Seiji Kakuta, and Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 549 (1) ページ: 77-81

  • [学会発表] Study of Temperature Dependence for the Photoelectrochemical Oxidation of Volatile Organic Compounds by Perylene Derivate2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamane, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, Keiji Nagai
    • 学会等名
      The 13th Pacific Polymer Conference(PPC 13th)
    • 発表場所
      Grand Hi-Lai Hotel Arena Branch, Kaohsiung Taiwan
    • 年月日
      20131118-22
  • [学会発表] Full-spectrum Visible-light-responsive Polymer-based Organophotocatalyst and its Multilayerization that Efficiently Utilize Natural Sunlight in a One-pass-flow Water Purification System2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Yuzuri Yasuda, Shuai Zhang, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      oral presentation, 13^<th> Pacific Polymer Conference (PPC2013)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      20131117-22
  • [学会発表] Organic nanoparticles based p-n junction for full-spectrum-visible-light photocatalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Arunachalam Prabhakarn, Shuai Zhang, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2013)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20131105-08
    • 招待講演
  • [学会発表] ペリレン誘導体/フタロシアニン二層電極を用いたアルデヒド光酸化2013

    • 著者名/発表者名
      山根淳史, 阿部敏之, 彌田智一, 長井圭治
    • 学会等名
      2013年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      20130927-28
  • [学会発表] Multilayerization of Organophotocatalyst Polymer Films that Efficiently Utilize Natural Sunlight in a One-pass-flow Water Purification System2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Arunachalam Prabhakarn, Yuzuri Yasuda, Shuai Zhang, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISME'6) 2013
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      20130919-22
  • [学会発表] ペリレン誘導体/フタロシアニン二層電極を用いた揮発性有機物の光酸化における温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      山根淳史, 阿部敏之, 彌田智一, 長井圭治
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      20130911-13
  • [学会発表] Multilayerization of Organophotocatalyst Polymer Films that Efficiently Utilize Natural Sunlight in a One-pass-flow Water Purification System2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai
    • 学会等名
      Seminar on photocatalyst at Southeast University
    • 発表場所
      Nanjing
    • 年月日
      2013-10-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Full-spectrum visible-light-responsive polymer-based photocatalyst2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Arunachalam Prabhakarn, Shuai Zhang, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20121211-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Full-Spectrum Visible Light Photocatalyst Composed of Organic Semiconductor p-n junction; Application for Air and Water Purification Utilizing Natural Sun Light2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai
    • 学会等名
      9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20121210-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Full-Spectrum Visible Light Photocatalyst Composed of Organic Semiconductor p-n junction; Application for Air and Water Purification Utilizing Natural Sun Light2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      17th Malaysian Chemical (17 MCC) 2012
    • 発表場所
      Putra Would Trade Centre, Kuala Lampur, Malaysia
    • 年月日
      20121015-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Full-spectrum visible-light-responsive organophotocatalyst based on p-n junction2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Prabhakarn Arunachalam, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      9th International Conference on the Conversion and Storage of Solar Energy (IPS 19)
    • 発表場所
      Caltech, Pasadena
    • 年月日
      20120730-0803
  • [学会発表] FULL-SPECTRUM VISIBLE-LIGHT-RESPONSIVE ORGANOPHOTOCATALYST FILM2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Prabhakarn Arunachalam, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Chemistry (PC2012)
    • 発表場所
      ChangChun
    • 年月日
      20120602-06
    • 招待講演
  • [備考] 東京工業大学 彌田・長井研究室ホームペー ジ

    • URL

      http://ime.res.titech.ac.jp/

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公開日: 2015-06-25  

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