半導体上におけるRu錯体の光触媒機能材料発現と人工光合成系の応用

Ru配合物光催化功能材料在半导体上的表达及人工光合作用系统的应用

• 批准号: 07216217
• 负责人: 藤嶋 昭
• 金额: $ 1.34万
• 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: 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-07216217/
• 关键词: 半導体; Ru錯体; 光触媒; 人工光合成; TiO_2

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担体としてなど生命現象の中で様々な重要な役割を果している。特に光合成は太陽エネルギー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その類似物質の光化合物、電気化学的特性の評価が盛んに行われている。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特に注目されている。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て研究してきた。この目的を達成するために、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、光触媒作用など研究した。具体的には、新規な有機金属/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、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。下記に具体的な研究成果の内容を記す。1.小分子の活性化によるCO_2の還元および固定化の実現2.有機金属/半導体微粒子複合系による光エネルギー変換素子への開発3.TiO_2半導体電極を用いて光電気化学系を構築し、この光エネルギー変換効率を向上させるために、Ru錯体をTiO_2上に化学修飾によってつけ、この光増感反応を調べ、実用化へ前進した結果を得た。

Organic metal complexes play an important role in the photosynthesis of plants and in the transport of acid in organisms. In particular, the photochemical synthesis of solar cells, chemical reactions, and chemical reactions is of particular interest. The photochemical synthesis of solar cells, chemical reactions, and chemical reactions of solar cells, chemical reactions, and chemical reactions of solar cells, and chemical reactions of solar cells, chemical reactions, and chemical reactions of solar cells, and chemical reactions of solar cells. The long life of Ru complex in the excited state and the strength of its acidic recovery energy are typical of photosynthetic molecules. This study aims to investigate the development of high efficiency photo-chemical and photo-electrical conversion catalysts and photocatalysts for the development of high efficiency photo-chemical and photo-electrical conversion catalysts for Ru complexes. To achieve this goal, the basic photochemical and electrochemical properties of molecules are evaluated, and the electron movement mechanism, photoelectric and chemical properties, and photocatalytic effects of semiconductors are studied. Specific research on the construction of organic metal/semiconductor particle composite system, basic characteristics of the system, application of carbon dioxide, photocatalysts, etc. The following is a summary of the specific research results. 1. 2. Photocatalytic conversion and immobilization of CO_2 in organic metal/semiconductor particle composite system 3. Photoelectrochemical system construction of TiO_2 semiconductor electrode, improvement of photocatalytic conversion efficiency, chemical modification of Ru complex on TiO_2, modulation of photosensitivity and practical application.

项目成果

K.Ikcda and A.Fujishima etc.: "Microscopic Observation of Photocatalytic Reaction Using Microelectrode:Special Resolution for Reaction Products Distribution" Chemistry Letters. 979-980 (1995)

K.Ikcda和A.Fujishima等：“使用微电极显微观察光催化反应：反应产物分布的特殊分辨率”化学快报。

H.Sakai and A.Fujishima etc.: "Local Detection of Photoelectrochemically Produced H202 with a “Wired"Horserasish Peroxidase Microsensor" The Joumal of Physical Chemistry. 99(31). 11896-11900 (1995)

H.Sakai 和 A.Fujishima 等：“用“有线”辣根过氧化物酶微传感器局部检测光电化学产生的 H2O2”物理化学杂志 99(31) (1995)。

R.Wang and A.Fujishima etc.: "Polarized Photoelectrochemical Reaction of an Azobenzene Derivative in Langmuir‐Blodgett Films" Joumal of Photochemistry and Photobiology A;Chemistry. 92. 111-116 (1995)

R.Wang 和 A.Fujishima 等：“Langmuir-Blodgett 薄膜中偶氮苯衍生物的偏振光电化学反应”光化学和光生物学杂志 A；化学 92. 111-116 (1995)。

K. Hashimoto and A. Fujishima etc.: "Structural Analysis of a Diamond Film Grown on a Photoelectrochemically Etched Silicon Substrate by Micro-Raman Spectroscopy" J. Electroanal. Chem.397. 339-341 (1995)

K. Hashimoto 和 A. Fujishima 等：“通过显微拉曼光谱对光电化学蚀刻硅基板上生长的金刚石薄膜进行结构分析”J. Electroanal。

I.Sopyan and A.Fujishima etc.: "Efficient TiO2 Powder and Film Photocatalysts with Rutile Crystal Structure" Chemistry Letters. 69-70 (1996)

I.Sopyan和A.Fujishima等：“具有金红石晶体结构的高效TiO2粉末和薄膜光催化剂”化学快报。