高配向ポルフィリン単分子膜・多層膜の構築による反応場制御

通过构建高度定向的卟啉单层和多层来控制反应场

• 批准号: 07640764
• 负责人: 嶋津 克明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640764/
• 关键词: 金属ポルフィリン; セルフアセンブリ法; 単分子層; 分子配向制御; 酸素分子の還元

分子配列の制御されたポルフィリン組織化膜を固体表面上に構築し,電極反応がもっとも効率の良い形で発現する場を創造することを目的に研究をおこなった。アルカンチオール側鎖数が一本と四本のテトラフェニルポルフィリン誘導体を合成した。中心金属イオンを導入した後にセルフアセンブリ法により組織化単分子層を構築する方法と,単分子層を構築した後に金属イオンを導入する方法を検討した結果,他種類の金属イオンを迅速に導入できる点で後者が優れていることがわかった。中心金属イオンはにCo(II),Fe(II),Zn(II),Mn(II),Cr(II)を用いた。合成の最終段階と単分子層の構築は本研究で購入した真空グローブボックスを用いて嫌気下で行った。種々の分光法と電気化学測定により,構築した単分子層のキャラクタリゼーションを行った。その結果,一本鎖ポルフィリン単分子層では側鎖およびポルフィリン環とも表面に垂直より若干傾いてスタックしており,四本鎖ではポルフィリン環が表面に平行に配列していることが明らかになった。また,これらの単分子層の酸素分子の還元反応に対する電極触媒能を検討したところ,Co(II),Fe(II)ポルフィリンが良好な活性を示した。さらにCo(II)ポルフィリンでは,一本鎖の場合は過酸化水素が,四本鎖の場合は水が主な生成物であることを回転リングディスク法などの電気化学的手法を用いて明らかにした。また,アルカンチオールとの複合単分子層では単一膜に比べて大きな過電圧を必要とした。以上,本研究では,アルカンチオール側鎖数の制御により分子配向の制御が可能であること,配向や配列の異なった単分子層は異なった電極触媒能を示すことを明らかにした。

Ligands column の suppression さ れ た ポ ル フ ィ リ ン を solid surfaces に build し organized membrane, electrode reverse 応 が も っ と も good working rate の い form で 発 now す る field を create す る こ と を objectives に を お こ な っ た. ア ル カ ン チ オ ー ル one by と four the number of side chain が の テ ト ラ フ ェ ニ ル ポ ル フ ィ リ ン inductor を synthetic し た. After the center metal イ オ ン を import し た に セ ル フ ア セ ン ブ リ method に よ り organized molecular layer 単 を build す と る method, molecular layer を 単 build し た に after metal イ オ ン を import す る method を beg し 検 た as a result, he types の metal イ オ ン を に quickly import で き で latter が る point れ て い る こ と が わ か っ た. The central metals are <s:1> に にCo(II),Fe(II),Zn(II),Mn(II),Cr(II)を in た た. Synthetic の eventually Duan Jie と 単 molecular layer の build は で buy this study し た vacuum グ ロ ー ブ ボ ッ ク ス を with い て line under suspicion 気 で っ た. Kind of 々 の spectrometry と electric chemical determination に 気 よ り, build し た 単 molecular layer の キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン を line っ た. そ の as a result, a lock ポ ル フ ィ リ ン 単 molecular layer で は side chain お よ び ポ ル フ ィ リ ン ring と に も surface vertical よ り several tilting い て ス タ ッ ク し て お り, the four lock で は ポ ル フ ィ リ に が ン ring surface parallel に match column し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Molecular layer ま た, こ れ ら の 単 の acid molecule の is yuan against 応 に す seaborne る electrode catalyst can を beg し 検 た と こ ろ, Co (II), Fe (II) ポ ル フ ィ リ ン が を な activity and shown good し た. さ ら に Co (II) ポ ル フ ィ リ ン で は, a lock water acidification passes の occasions は が, the four lock の occasions は water が main な products で あ る こ と を back planning リ ン グ デ ィ ス ク method な ど の electric 気 chemical methods を with い て Ming ら か に し た. ま た, ア ル カ ン チ オ ー ル と の composite molecular layer 単 で は 単 a membrane に than べ て big き な CLP 圧 を necessary と し た. Above, this study で は, ア ル カ ン チ オ ー ル side chain number の suppression に よ り ligands to の suppression が may で あ る こ と, match to the や match column の different な っ た 単 molecular layer は different な っ た electrode catalyst can を shown す こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Katsuaki Shimazu: "Formation and characterization of thiol-derivatized zinc(II) porphyrin monolayers on gold." Thin Solid Films. (in press). (1996)

Katsuaki Shimazu：“金上硫醇衍生的锌 (II) 卟啉单层的形成和表征。”