| 研究実績の概要 |
本研究課題において、領域内の研究者と協力し、主に以下のような成果を得ることができた。まずPbとBiを含む酸フッ化物において、その可視光応答光触媒性能の鍵となるのが6s,6p,2p軌道間のリバイスドローンペアー効果で説明出来るPbとBi、そしてOの相互作用であることを見いだした。そして、その設計に基づき、Biを含む新物質の合成に成功した。この物質が可視光を吸収することは確認済みであり、今後構造解析と触媒特性の評価を行い、成果として発表する予定である。また、全く同じ構造を持つPbを含む酸フッ化物とBiを含む酸化物の結晶構造を比較することにより、こちらにおいてもリバイスドローンペアー効果が大きな意味を持っていることを発見した。Pbを含む酸フッ化物では、構造内で酸素とフッ素が秩序配列しているが、そのときにフッ素が選択的に占有するサイトが、Bi酸化物においてもっともBi-Oの相互作用の強いサイトであることがわかった。つまり、フッ素は6s,6p-2pの相互作用を打ち消すように構造内で秩序配列し、異方的な共有結合の影響を弱めることにより、構造の安定化に寄与していると推察される。本研究成果も、今後のPb/Biさらには5s電子を持つSnを含む酸フッ化物などの物質設計を行う際に重要な指針となることが期待される。残念ながら2020-2021年度はコロナ禍による研究活動の制限により、進捗は期待していたほどのものとはならなかった。しかし、今後に繋がる指針となるべき成果を得ることには成功している。今後も本研究課題で得られた成果を活かし、酸フッ化物などのアニオン複合化物に関する研究を発展させていきたい。
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