ナノ光触媒の励起ダイナミクス

纳米光催化剂的激发动力学

• 批准号: 19H02812
• 负责人: 藤塚 守
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02812/
• 关键词: 半導体光触媒; レーザーフラッシュホトリシス; 単一粒子分光; 貴金属ナノ粒子; 人工光合成

本研究は、太陽光を用いた人工光合成に用いる半導体光触媒に超高速分光ならびに単一分子分光を適用することで、ナノスケールの不均一界面でおこっている物質間相互作用や化学反応を解明し、構成要素ならびに構造最適化することを目的としている。本年度は以下の研究を行った。(1)Lanthanum titanium oxide (La2Ti2O7)にBiをドープしたナノシート光触媒を合成し、光照射下での水の完全分解反応を検討した。未ドープのLa2Ti2O7では表面のトラップサイトの存在が光触媒活性を制限しており、水素発生用の助触媒であるCobalt phosphate (Co-Pi)および白金(Pt)ナノ粒子を修飾しても表面のトラップサイトを取り除けないが、BiをLa2Ti2O7ナノシートにドープした場合には表面のBiでトラップサイトを効率的に取り除くことができ、Co-Pi/Bi-La2Ti2O7/Pt ナノシート触媒では5 at.%までBiをドープすると触媒活性が向上することが示された。(2)Dihydroxyterephthalaldehydeとtetra-aminophenyl-metalloporphyrinを反応させることでポルフィリンを構成要素としたcovalent organic frameworks (COFs)を構築し、ethylpyridineなどの金属配位子となる溶媒中でCOFを剥離することでナノ触媒を調製した。本触媒は水の分解による水素発生および3,3′,5,5′-tetramethylbenzidineの酸化反応において触媒活性を示した。COFを剥離することで、剥離していないものに比べ触媒活性が7倍向上することを確認した。さらに中心金属をNiやCoとすることで触媒活性が向上することを見出した。

This study aims to optimize the structure of semiconductor photocatalysts used in artificial photosynthesis, ultra-high-speed spectroscopy, and molecular spectroscopy. This year, the following research was conducted. (1)Lanthanum titanium oxide (La2Ti2O7) is used as a photocatalyst for synthesis and complete decomposition of water under light irradiation. La2Ti2O7 is a catalyst for water production. Cobalt phosphate (Co-Pi) and platinum (Pt) particles are used to modify the surface of La2Ti2O7. In addition, Bi is used to modify the surface of La2Ti2O7. Co-Pi/Bi-La2Ti2O7/Pt $> 5 at.% The activity of the catalyst is increased. (2) Dihydroxythaldehyde and tetra-aminophenyl-metalloporphyrin are the constituent elements of organic frameworks (COFs). The catalyst exhibits catalytic activity in the decomposition of water and in the acidification of 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine. COF is 7 times more active than COF. The central metal Ni and Co are active.

项目成果

Ultrafast laser spectroscopic studies on electron transfer processes of the excited radical ions

激发自由基离子电子转移过程的超快激光光谱研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Jie XU;Shunichi MIYAMOTO;Sachiko TOJO;Mamoru FUJITSUKA;Kiyohiko Kawai;Mamoru Fujitsuka
• 通讯作者: Mamoru Fujitsuka

Visible light-driven photocatalytic duet reaction catalyzed by the B12-rhodium-titanium oxide hybrid catalyst

B12-铑-钛氧化物杂化催化剂催化可见光驱动的光催化二重反应

• DOI: 10.1016/j.jorganchem.2019.121058
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Organometallic Chemistry
• 影响因子: 2.3
• 作者: Shichijo Keita;Fujitsuka Mamoru;Hisaeda Yoshio;Shimakoshi Hisashi
• 通讯作者: Shimakoshi Hisashi

Color variants of photoluminescent polymer dots doped with iridium complexes

掺杂铱络合物的光致发光聚合物点的颜色变化

• 发表时间: 2021
• 作者: Zuoyue LIU;Guillem PRATX;Mamoru FUJITSUKA;Yasuko OSAKADA
• 通讯作者: Yasuko OSAKADA

Korea Adv. Inst. Sci. Tech.(韓国)

韩国科学研究院（韩国）

Single-molecule Fluorescence Kinetic Sandwich Assay Using a DNA Sequencer

使用 DNA 测序仪进行单分子荧光动力学夹心测定

• DOI: 10.1246/cl.210726
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kawai Kiyohiko;Fujitsuka Mamoru
• 通讯作者: Fujitsuka Mamoru