ポリフィリン単分子層のナノ構造制御と電子移動

卟啉单层的纳米结构控制和电子转移

• 批准号: 09237204
• 负责人: 嶋津 克明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09237204/
• 关键词: セルフアセンブリ単分子層; ポリフィリン; X線光電子分光法; 構造制御

本研究の目的は、ポルフィリン単分子層の構造と電極触媒能との関係を系統的に明らかにすることであるが、本年度は単分子層の構築に焦点を当てた研究を展開した。ポルフィリン単分子層は、アルカンチオール側鎖を導入したポルフィリン分子の自己組織化によりAu(111)電極上に構築した。ポルフィリン環の配向の制御は側鎖の数を選択することにより可能であった(1本鎖では環が電極表面にほぼ垂直、4本鎖では平行)が、金属を先に導入しておくと側鎖がメタルに配位してしまい、デザイン通りの単分子層構造が得られなかった。そこで単分子層構築後に金属を入れることとし、フリーベースポルフィリン単分子層修飾電極を浸した金属塩の溶液をリフラックスした。金属導入はXPSのN1sのピロール窒素に由来するピークの減少から見積もった。コバルトの場合、リフラックス時間と共に金属導入量は増加し、サテライトピークによる寄与分を補正すると3時間でほぼ100%となった。酸素の還元活性も金属導入量に依存して増加した。Fe(II)、Mn(II)、Ni(II)、Cu(II)などの金属の導入もXPSで確認でき、単分子層の酸素分子の還元反応に対する活性も文献と整合する挙動を示した。また、リフラックスをしても単分子層は安定であり、吸着量もポルフィリン環の配向もリフラックスの前後で変わらなかった。側鎖数の異なる1本鎖および4本鎖ポルフィリン単分子層についてこのような検討を行い、本法が単分子層の構造を変えることなくポルフィリン環に金属を導入できる良い方法であることがわかった。関連研究として、ポルフィリン分子膜への酸素分子の吸着挙動の水晶振動子マイクロバランスによる測定などを行った。

The purpose of this study is to investigate the relationship between the structure of the single molecular layer and the energy of the electrode. The structure of the Au(111) electrode is formed by introducing the self-organizing molecules into the Au(111) molecular layer. The number of side locks in the alignment of the ring may be selected (1 lock is perpendicular to the surface of the ring electrode, 4 locks are parallel), and the metal is introduced first. The side locks are coordinated, and the single molecular layer structure is obtained. After the construction of the monolayer, the metal layer is immersed in the solution. The metal introduction of XPS N1s reduces the amount of metal that can be seen. In the case of a single case, the total amount of metal introduced is increased, and the total amount of metal introduced is corrected. The activity of acid and metal increases depending on the amount of metal introduced The introduction of Fe(II), Mn(II), Ni(II), Cu(II) and other metals was confirmed by XPS, and the activity of single molecular layer acid reaction was demonstrated. The molecular layer is stable, sorptive, and aligned. The number of side locks is different from 1. The number of side locks is different from 4. The number of side locks is different from 4. A study on the determination of the adsorption and movement of crystalline molecules in molecular membranes

项目成果

K.Yao: "Clay-Modified Electrodes as Studied by Quartz Crystal Microbalance:Redox of Ruthenium Complexes" J.Electroanal.Chem.(in press). (1998)

K.Yao：“通过石英晶体微天平研究的粘土改性电极：钌络合物的氧化还原”J.Electroanal.Chem.（印刷中）。

K.Hoshiba: "Dioxygenation of a Molybdenum(IV)Porphyrin Complex as Studied by an In Situ Quartz Crystal Microbalance/UV-vis Spectroscopy Combined Method." Chem.Letters. 1997・9. 853-854 (1997)

K. Hoshiba：“通过原位石英晶体微天平/紫外-可见光谱组合方法研究钼（IV）卟啉配合物的双氧作用”，《化学快报》1997・9。

Y.Sato: "Mass transport Accompanied with Electron Transfer between Au Electrode Modified with Ferrocenylundecanethiol Monolayer and Redox Species in Soln" J.Electroanal.Chem.434. 115-119 (1997)

Y.Sato：“用二茂铁十一烷硫醇单层修饰的金电极与溶液中的氧化还原物质之间伴随电子转移的传质”J.Electroanal.Chem.434。