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Development of organic/inorganic hybrid catalyst based on a distorted porphyrin

基于变形卟啉的有机/无机杂化催化剂的开发

基本信息

批准号：
21K05254
负责人：
小谷弘明
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Tsukuba
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

项目摘要

半導体光触媒であるTiO2表面上に有機分子触媒としてサドル型歪みを有するドデカフェニルポルフィリン(H2DPP)をカルボン酸リンカーによって化学的修飾をおこなった有機無機ハイブリッド触媒を用いた光触媒的過酸化水素生成反応の開発を行った。有機無機ハイブリッド触媒1 mgを超純水1 mLに分散させ365 nmの紫外線照射を行うと、約1分間の光照射により0.3 mMの過酸化水素生成が観測された。本光触媒反応365 nmの紫外線照射における外部光量子収率は、約10%と決定した。有機無機ハイブリッド触媒（H4DPP2+@TiO2）を用いた水を電子源とする光過酸化水素発生系では、空気下において365 nmの紫外線照射を行うと、約1分間の光照射により0.3 mMの過酸化水素生成が観測された。図に示す通り、過酸化水素濃度は直線的に増加せず飽和挙動を示しながら一定濃度以上にはならない。実際、過酸化水素を1 mM存在下Ar雰囲気下において有機無機ハイブリッド触媒（H4DPP2+@TiO2）の懸濁水溶液に365 nmの紫外線照射を行うと、過酸化水素濃度は徐々に減少し、0.3 mMで一定となった。これらの結果から、有機無機ハイブリッド触媒では、水の分解による過酸化水素生成と過酸化水素の分解反応が競争して進行していることがわかった。また、水溶液中により酸化されやすいメタノールを添加すると、生成する過酸化水素濃度が上昇することからも、生成物である過酸化水素の分解反応が明らかとなった。

Organic molecular catalyst on the surface of TiO2 semiconductor photocatalyst is used for the development of peracidified water element formation reaction. Organic/inorganic catalyst 1 mg/ultrapure water 1 mL/dispersion UV irradiation at 365 nm/1 min/light irradiation 0.3 mM/peracidified water production This photocatalyst reflects ultraviolet radiation at 365 nm, and the external photon emission rate is about 10%. Organic and inorganic catalysts (H4DPP2+@TiO2) were used as electron sources for the production of peracidified water in aqueous systems. Ultraviolet irradiation at 365 nm was conducted in the air for about 1 minute and the production of peracidified water was measured. The concentration of peracidified water increases linearly, and the saturation temperature increases. In fact, in the presence of 1 mM peracidified water, the concentration of peracidified water decreased gradually to 0.3 mM under Ar irradiation and ultraviolet irradiation at 365 nm of suspended aqueous solution of organic-inorganic catalyst (H4 DPP2 +@TiO2). As a result, organic and inorganic catalysts compete with each other in the decomposition of peracidified water and the decomposition of peracidified water. The concentration of peracidified water in aqueous solution increases, and the decomposition of peracidified water in aqueous solution increases.