| 研究実績の概要 |
本研究では、金属錯体と電気伝導性無機材料を階層的に集積し、太陽光の捕捉、高エネルギー電子の生成、相界面での不可逆的な電子移動、および高難度還元反応という一連の光化学反応を駆動する有機－無機ハイブリッド光触媒の開発を目的とする。対象とする反応は、水からの水素生成や、二酸化炭素からのCO、ギ酸、メタノール合成などの還元反応であり、高難度であるが実用性の高いエネルギー貯蓄型のアップヒル反応である。さらに、表面プラズモン増強電場を利用した反応高効率化、および放射光in situ XAFSを駆使した活性点の局所構造解析・反応素過程の解明も同時に行い、材料の探索・新規触媒設計に多面的なアプローチをする。
本年度は、水素生成サイトとしてNi錯体(Ni(NIL2)22+, L = 2-mercaptoethylamin)を強酸性イオン交換樹脂に固定化した不均一系触媒を開発した。本触媒は可視光捕捉サイトとしてエオシンY存在下で固定化前と比較して活性が5倍近く向上していることがわかった。また3回の使用で活性の低下はほとんどなくリサイクル性を確認できた。本触媒系では反応初期に30分程度の誘導期が確認された。Ni K-edge XAFSにより構造解析を行ったところ、誘導期中で犠牲剤還元試薬のTEOAが配位子として機能していることを示しており、新たな活性種の生成が示唆された。さらにフォトルミネッセンス、UV-vis測定により光吸収特性を詳細に検討した。得られた結果は取りまとめ、学会、学術論文等で成果発表を行った。
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