半導体上におけるRu錯体の光触媒機能発現と人工光合成系への応用

Ru配合物光催化功能在半导体上的表达及其在人工光合作用系统中的应用

• 批准号: 05236210
• 负责人: 藤嶋 昭
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05236210/
• 关键词: 半導体; 光増感; 界面; Ru錯体; 人工光合成; 光エネルギー変換

有機金属錯体は植物の光合成の光反応中心として、また生体内での酸素運搬坦体としてなど生命現象の中で様々な重要な役割を果たしている。特に光合成は太陽エネルギーの高効率など化学変換のモデルとして非常に注目されており,その光励起の中心化合物であるクロロフィルや類似物質の光化学的、電気化学的特性の評価もさかんに行われている。その中でもRu錯体は励起状態の長寿命性や酸化還元能の強さなどから典型的な光合成モデル分子として最近とみに注目されている。本研究では、このRu錯体の高い光エネルギーの化学変換触媒能に着目し、半導体微粒子とのハイブリッドによる高効率な光/化学エネルギー、光/電気エネルギー変換素子、光触媒の開発を目的としたが、ほぼ達成された。また、分子レベルでの基礎的な光化学的、電気化学的特性の評価に加え、半導体との界面における電子移動機構光電気化学的特性、光触媒作用などの検討も行われた。具体的には、新規有機金属/半導体微粒子複合系の構築を行い、その基礎的な特性を十分に検討して上で炭酸ガスの還元,光エネルギー変換触媒等への応用を試みた。また、研究初年度として、有機金属分子および半導体微粒子の基本的な特性をおさえ、これらの複合化による新規な触媒の開発や光エネルギーの変換素子の作製のための指針を得た。特にRu錯体およびTiO_2、CdS半導体を中心にして検討も加えた。具体的には、以下のような研究課題が達成出来た。1.分子レベルでの光化学的挙動の検討(有機金属分子の光化学的、光電気化学的特性評価)2.分子集合体としての特性(分子間相互作用、分子間電子移動の定量的理解)3.高活性半導体超微粒子の作製(粒径制御、光触媒作用の高効率化の検討)

Organometallic complexes are the photoreflective center of photosynthesis in plants, and they are the acid transporters in the body of plants and are important in life phenomena. Special photo-synthetic solar system, high-efficiency chemical conversion system, very eye-catching system, high-efficiency chemical conversion system Comments on the photochemical and electrochemical properties of similar substances to the central compound, であるクロロフィルや. The その中でもRu complex is in the excited state, the long life, the acidification and reduction energy, the strong さなどから, the typical なphotosynthesis モデルmolecule, として, and the とみにare recently attracting attention. This research focuses on the chemical conversion catalytic energy of high light, semiconductor microparticles and semiconductor microparticles.るHigh-efficiency light/chemical エネルギー, light/electricity エネルギーchange element, photocatalyst の开発をpurpose としたが, ほぼachievement された.また, molecular レベルでの based photochemistry, electrochemical characteristics のreview価に加え, semiconductor とのinterface におけるelectronic movement mechanism photoelectric 気chemical characteristics, photocatalytic action などの検検行われた. Specific characteristics of the new standard organometallic/semiconductor particle composite system that builds the foundation of the new system It is necessary to use carbonic acid to restore the original state, and to replace the catalyst with light エネルギー変.また、The first year of research として、organometallic molecule およびBasic properties of semiconductor particles をおさえ、これらのcomposite による新氪catalystの开発や光エネルギーの変changes the elementの产のためのPointerを得た. Special components are TiO_2 and CdS semiconductors. Specifically, the following research topics have been achieved. 1. Photochemical photochemistry of molecules (evaluation of photochemical and photoelectrochemical properties of organometallic molecules) 2. Characteristics of molecular aggregates ( Quantitative understanding of intermolecular interactions and electron movement between molecules) 3. Production of highly active semiconductor ultrafine particles (particle size control, high efficiency of photocatalytic action, discussion)

项目成果

K.Ohkawa: "Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide on Hydrogen-Storing Materilas.Part II.Copper-Modified Palladium Electrode" J.Electroanal.Chem.,. 348. 459-464 (1993)

K.Ohkawa：“储氢材料上二氧化碳的电化学还原。第二部分。铜改性钯电极”J.Electroanal.Chem.,。

K.Morigaki: "In-Site Electrochemical Actinometry Using an Monolayer Film" Ber.Bensengs.Phys.Chem.97. 860-864 (1993)

K.Morigaki：“使用单层膜进行现场电化学光度测定”Ber.Bensengs.Phys.Chem.97。

K.Morigaki: "Electrochemical Counting of Photon Number Using the Assembled Monolayer Film of Azo Compound" Sensors and Actuators B. 13-14. 226-229 (1993)

K.Morigaki：“使用偶氮化合物组装单层薄膜对光子数进行电化学计数”传感器和执行器 B.13-14。

L.A.Nagahara: "Scanning Probe and Transmission Electron Microscopy Observations of Cobalt Naphthalocyanine Molecules Deposited onto a NaCl Substrate" J.Vac.Sci.Technol.A. 11. 781-785 (1993)

L.A.Nagahara：“扫描探针和透射电子显微镜观察沉积在 NaCl 基质上的萘酞菁钴分子”J.Vac.Sci.Technol.A。

T.Amemiya: "Dynamics of Faradic Procssed in Polypyrrole/Polystyrenesulfonate Composite Films in the Presence and Absence of Redox Species in Aqueou Solutions" J.Phys.Chem.,. 97. 4192-4195 (1993)

T.Amemiya：“在水溶液中存在和不存在氧化还原物质的情况下，聚吡咯/聚苯乙烯磺酸盐复合膜中法拉第的动力学”J.Phys.Chem.,。