Development of dispersive dye-sensitized composite nanosheets using dye materials with exfoliation ability and application of photocatalyst

具有剥离能力的染料材料分散染料敏化复合纳米片的开发及光催化剂的应用

• 批准号: 21K04692
• 负责人: 渡邊 源規
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04692/
• 关键词: 光触媒; 水分解; 色素増感; 可視光; ナノシート; 水素生産; 可視光応答; ハイブリッド

本年度はナノシートとしてRhをドープしたカルシウムニオベート(Rh-KCa2Nb3O10)に焦点を当て、その合成と色素の合成を行った。 ピリジル基を有するボロンジピロメテン（BODIPY）にアルキル基を導入した色素を合成し、ピリジル基をヨウ化メチルで処理しカチオン化した。この色素を用いてフッ素部分をアルキル基置換した色素に、既報に従って合成したRh-KCa2Nb3O10を加えて超音波処理をしたところ、Rh-KCa2Nb3O10の着色と分散が確認できた。AFM測定からRh-KCa2Nb3O10は10層程度が重なっていることから、完全なナノシート化ができていないことが確認された。これは色素のかさ高さにより、ピリジニウムカチオンがRh-KCa2Nb3O10に接着する点が減少したことや層間挿入に十分ではないこと、またアルキル鎖の長さが十分でなくナノシート化した形態を保てないことが理由として考えられる。得られた色素担持Rh-KCa2Nb3O10を用いて犠牲剤存在化、可視光照射をしたところ、水素の発生が確認でき、水分解反応が進行していることが分かった。これはRh未ドープKCa2Nb3O10と比べて活性が高かったことから、Rhを水素還元反応点とした活性の向上が行われているものと考えられる。今後はTEMなどを含めた構造の解析を行う。今年度の結果では、BODIPY色素はカルシウムニオベートに吸着できるものの、完全にナノシート化できないことが明らかとなった。次年度はより剛直な色素の検討と、BODIPY骨格にさらなるアルキル基を導入した分散能を高める構造を検討する。

This year, we will focus on the synthesis and pigment synthesis of Rh-KCa2Nb3O10. The base of the base is the base of the base of the base. The pigment was synthesized by adding ultrasonic treatment to Rh-KCa2Nb3O10, and the pigment was dispersed. AFM measurement of Rh-KCa2Nb3O10 to 10 layers of the degree of heavy, complete and complete For example, if the pigment is high, the pigment is high, and the pigment is low, the pigment is high, and the pigment is low. The pigment support Rh-KCa2Nb 3O 10 is obtained by using the chemical agent, visible light irradiation, confirmation of water element generation, and water decomposition reaction. The activity of Rh is higher than that of KCa2Nb3O10, and the activity of Rh is higher than that of KCa2Nb3O10. From now on, TEM analysis will be carried out. This year's results, BODIPY pigment is not only suitable for absorption, but also suitable for complete absorption. In the next year, we will discuss the structure of BODIPY structure, such as the introduction of dispersion energy and the structure of pigment.

项目成果

Pyridyl anchoring squaraine as a near-infrared dye sensitizer for effective sensitized hydrogen production over a titanium dioxide photocatalyst in water medium

• DOI: 10.1007/s00339-022-06281-7
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Applied Physics A
• 作者: Xiaoli Shen;Motonori Watanabe;Atsushi Takagaki;J. Song;Tatsuki Abe;D. Kawaguchi;Keiji Tanaka

[2.2]- and [3.3]Paracyclophane as Bridging Units in Organic Dyads for Visible-Light-Driven Dye-Sensitized Hydrogen Production

[2.2]-和[3.3]对环芳烷作为有机二元体中的桥接单元用于可见光驱动的染料敏化氢生产

• DOI: 10.1002/chem.202200790
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Motonori Watanabe;Yuka Ono;Tatsumi Ishihara;Yuan Jay Chang;Masahiko Shibahara
• 通讯作者: Masahiko Shibahara

D-p-A Type BODIPY Sensitized Photocatalyst for H2 Production under NIR Light

D-p-A 型 BODIPY 敏化光催化剂用于近红外光下制氢

• 发表时间: 2022
• 作者: Ahmed El-Refaey;Koichi Kodama;Takuji Hirose;Yoshihiro Ito;and Masuki Kawamoto;Xiao-Feng Shen・Motonori Watanabe・Atsushi Takagaki・Jun Tae Song・Tatsumi Ishihara
• 通讯作者: Xiao-Feng Shen・Motonori Watanabe・Atsushi Takagaki・Jun Tae Song・Tatsumi Ishihara