近赤外光を可視光にアップコンバージョンするMOFの創出

创建将近红外光上转换为可见光的 MOF

基本信息

  • 批准号:
    22KF0295
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

低エネルギー光を高エネルギー光に変換するフォトン・アップコンバージョンは太陽電池や人工光合成の効率を飛躍的に向上させるとして期待されている。中でも近赤外光から可視光へのフォトン・アップコンバージョンは太陽電池や人工光合成といったエネルギー分野に加え、オプトジェネティクスや光線力学療法といったバイオ分野への応用も期待されている。しかし、これまで固体中におけるフォトン・アップコンバージョンは効率が低いという問題があった。本研究では金属イオンと架橋配位子からなるmetal-organic framework (MOF)中に色素を規則的に配列させることで、高効率なフォトン・アップコンバージョンを示す固体材料の開発を試みた。近赤外光を可視光にフォトン・アップコンバージョンするMOF材料を実現するため、発光色素を精密に集積したMOFの設計と合成に取り組んだ。本年度は特に配位子及びMOFの合成に注力した。テトラセンなどのアセン系色素に金属配位部位として複数のカルボン酸を導入した分子を合成した。複数の合成ルートを探索した結果、高い収率でMOF構築を系統的に検討するために必要な量の色素含有配位子を合成することに成功した。色素分子が合成できたことはNMRや質量分析により確認を行った。得られた色素含有配位子と反磁性の金属イオンとの錯形成により新規MOFの構築を行った。配位子と金属イオン、更に補助配位子の組み合わせを変化させ、合成の際の溶媒や温度といった条件を変化させることで最適な合成条件の探索を行ったところ、複数種類のMOFの合成に成功した。X線構造解析により密に色素部位が集積したMOFが形成されたことを確認できた。
The solar cell has a high efficiency of artificial photosynthesis and a high efficiency of artificial photosynthesis. In the near future, solar cells, artificial photosynthesis, and light mechanical therapy will be used in the future. The problem of low efficiency is that there is no need to change the structure of the system. In this study, we try to develop solid materials by regularly arranging pigments in metal-organic framework (MOF) with high efficiency and bridging ligands. The design and synthesis of MOF materials in the near infrared and visible light fields This year, special attention was paid to the synthesis of ligands and MOFs. The metal coordination site of the pigment is introduced into the molecule. The results of multiple synthesis experiments show that the MOF construction system has a high yield and the necessary amount of pigment is successfully synthesized. Pigment molecular synthesis and NMR mass analysis The results show that the pigment contains ligands and diamagnetic metals, and the formation of new MOF structures. The synthesis of MOF was successfully carried out by changing the solvent and temperature conditions during the synthesis. X-ray structural analysis shows that the pigment sites are concentrated and MOF is formed.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Structural and Functional Aspects of Coordination Polymeric Networks: Catalysis and Photochemistry
配位聚合物网络的结构和功能方面:催化和光化学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xie Shaoxiong;Shi Jikai;Xu Qian;Wang Qingyuan;Zhu Jianguo;Sato Yukio;Chen Qiang;Bhavesh Parmar
  • 通讯作者:
    Bhavesh Parmar
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    久光 翔太;楊井 伸浩;君塚 信夫
  • 通讯作者:
    君塚 信夫
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    宮田潔志,宮崎栞,五反田基彰,堀部紗代,北川裕一,長谷川靖哉,恩田健
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    久光 翔太;楊井 伸浩;君塚 信夫
  • 通讯作者:
    君塚 信夫
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    久光 翔太;楊井 伸浩;君塚 信夫
  • 通讯作者:
    君塚 信夫
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  • 发表时间:
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    久光 翔太;楊井 伸浩;君塚 信夫
  • 通讯作者:
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知道了