無機導電体/高分子積層膜電極の分光電気化学特性とそのCO_2還元への応用

无机导体/聚合物层压膜电极的光谱电化学性能及其在CO_2还原中的应用

• 批准号: 09237249
• 负责人: 小倉 興太郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamaguchi 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-09237249/
• 关键词: 無機導電体; 導電性高分子; 積層膜電極; 分光電気化学特性; 炭酸ガス; フーリェ変換赤外分光; プルッシアンブルー; ポリアニリン

我々は既に金属錯体を固定した無機導電体/導電性高分子積層膜電極によってCO_2を低過電圧で有機酸およびアルコールに還元できることを報告しているが、本研究ではこの電極メディエータを用いたCO_2還元において金属錯体及びそれぞれの積層膜の役割についてサイクリックボルタンメトリー法と分光電気化学的方法を用いて明らかにした。無機導電体としてはプルッシアンブルー(PB)、導電性高分子膜としてはポリアニリン(PAn)、金属錯体としてはアニオン性π系金属錯体(ML,例えば、鉄(II)-1,8-ジヒドロキシナフタレン-3,6-ジスルホン酸錯体)を用いて作製した電極Pt/PB/PAn-ML)は通常の金属電極よりも遥かに貴な電位でCO_2を捕捉し、定電位電解によって乳酸、酢酸、ギ酸、メタノール、エタノールに還元できることを示した。第1層のPBは陰分極によってエベリット塩に還元されるが、エベリット塩においてプロトンが接触的に吸着水素原子に還元されることが分かった。この吸着水素の生成電位は白金電極の場合よりも約0.7Vほど貴な電位であった。PAnに固定された金属錯体は陰分極において脱ドープせず、カチオン(K^+)を取り込むことによって電気的中性を維持する。In situ FTIRの結果によれば、CO_2はPAnとMLの両方に結合し、捕捉されることが分かった。つまり、CO_2の親電子的炭素原子はPAnのアミノ基の窒素原子と親核的酸素原子は錯体の中心原子と結合する。このようにして捕捉されたCO_2は活性となり、PBからの吸着水素原子によって容易に水素化を受ける。また、有機酸の先駆体はホルムアルデヒドであること、及びその生成は中間体へのCO_2の挿入反応が重要であることを明らかにした。

I 々 は に both metal misprinted を fixed し た inorganic conductive/conductivity polymer multilayer membrane electrode に よ っ て CO_2 を low CLP 圧 で organic acid お よ び ア ル コ ー ル に also yuan で き る こ と を report し て い る が, this study で は こ の electrode メ デ ィ エ ー タ を with い た CO_2 also yuan に お い て metal misprinted and び そ れ ぞ れ の laminated film cut に の battle つ い て サ イ ク リ ッ ク ボ ル タ ン メ ト リ ー method と spectral electric chemical method を use い 気 て Ming ら か に し た. Inorganic conductive と し て は プ ル ッ シ ア ン ブ ル ー (PB), conductive polymer film と し て は ポ リ ア ニ リ ン (PAn), metal misprinted と し て は ア ニ オ ン sex PI is metal misprinted (ML, え ば objects, iron (II) 1, 8 - ジ ヒ ド ロ キ シ ナ フ タ レ ン - 3, 6 - ジ ス ル ホ ン acid misprinted) を with い て cropping し た Pt electrode / PB/PAn - ML) は usually の metal electrode よ り も remote か に expensive な potential で CO_2 を capture し, constant potential electrolysis に よ っ て lactic acid, boggy acid, ギ acid, メ タ ノ ー ル, エ タ ノ ー ル に also yuan で き る こ と を shown し た. Level 1 の PB は Yin points very に よ っ て エ ベ リ ッ ト salt に also yuan さ れ る が, エ ベ リ ッ ト salt に お い て プ ロ ト ン が contact absorbed water element atoms に に also yuan さ れ る こ と が points か っ た. The <s:1> <s:1> absorbed by hydrogen <s:1> generates potential in the case of the platinum electrode <e:1> よ よ <s:1> な approximately 0.7Vほ <s:1> high な potential であった. PAn に fixed さ れ た metal misprinted は Yin points very に お い て ド off ー プ せ ず, カ チ オ ン ^ (K +) を take り 込 む こ と に よ っ て electric 気 neutral を maintain す る. The In situ FTIR results の に よ れ ば, CO_2 は PAn と ML の struck に combining し, capture さ れ る こ と が points か っ た. つ ま り, CO_2 の electrophilic carbon atoms は PAn の ア ミ ノ base の smothering element atoms と nucleophilic acid element atoms は misprinted の central atom と combining す る. こ の よ う に し て capture さ れ た CO_2 は active と な り, PB か ら の element atom absorbed water に よ っ て susceptible に water element change を け る. ま た, organic acids の 駆 body first は ホ ル ム ア ル デ ヒ ド で あ る こ と and び そ の generated は intermediates へ の CO_2 の scions into reverse 応 が important で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

椎木 弘: "ポリ(o-アミノフェノール)/ポリ(ビニルアルコール)複合膜の電気伝導度の湿度依存性" 日本化学会誌. 12. 847-850 (1997)

Hiroshi Shiiki：“聚(邻氨基苯酚)/聚(乙烯醇)复合膜的电导率的湿度依赖性”日本化学学会杂志12. 847-850 (1997)。

A.G.Hossain: "Palladium and cobalt complexes of substituted quinoline,bipyridine and phenanthroline as catalysts for electrochemical reduction of carbon dioxide." Electrochim.Acta. 42. 2577-2585 (1997)

A.G.Hossain：“取代喹啉、联吡啶和菲咯啉的钯和钴络合物作为二氧化碳电化学还原的催化剂。”

内田 浩昭: "バリウムフェライトの粉砕および焼鈍処理による保磁力発現効果" 日本化学会誌. 12. 857-861 (1997)

Hiroaki Uchida：“压碎和退火钡铁氧体对矫顽力发展的影响”日本化学会杂志 12. 857-861 (1997)。

H.Nakao: "Ion-exchange ability of polyaniline-polyvinylalcohols colloids with various anions." Anal.Sci.13. 327-331 (1997)

H.Nakao：“聚苯胺-聚乙烯醇胶体与各种阴离子的离子交换能力。”

N.Endo: "Hydrogenation of CO_2 on the cathodized tungsten trioxide/polyaniline/polyvinyl sulfate-modified electrode in aqueous solition." J.Mol.Catal.127. 49-56 (1997)

N.Endo：“水溶液中阴极化三氧化钨/聚苯胺/聚硫酸乙烯酯改性电极上 CO_2 的氢化。”