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人工光合成デバイスを目指したドナー・フラーレン結合分子系の設計と評価

人工光合作用装置的供体-富勒烯键合分子系统的设计和评估

基本信息

批准号：
14050014
负责人：
伊藤攻
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku 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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレン誘導体(カルボン酸置換フラーレン)を二酸化チタンへ吸着固定化による)光増感サイクルの実現し、長寿命電荷分離状態を実現する分子系の開発を行った。具体的には以下のような研究を行った。フラーレンにカルボニル基を合成により導入し、二酸化チタン上に水素結合により固定化することに成功した。固定されたカルボン酸置換フラーレンを光励起し、溶液中のドナーと電子移動を起こさせ、生じた電子を二酸化チタンへ伝達させることが出来、新たな光増感型の電子移動サイクルを実現した。この反応過程は定常光照射実験ならびにナノ秒およびピコ秒のレーザーフラッシュホトリシス等の種々の高速反応測定法によりラジカルイオン種を直接観測して解析した。得られた速度論的データをもとに反応の最適化をおこなった。また、カルボン酸置換フラーレンを固定した二酸化チタンを透明電極に塗布し、光起電デバイスへの応用が実現した。ドナ・フラーレン結合分子系の合成および電荷分離再結合過程の評価を行った。マイクロ秒オーダーの電荷分離寿命を達成し、それには励起三重項状態の寄与が不可欠であることが判明した。さらにドナー部にカロテン系の大きなパイ共役系を用いて、再配向エネルギーが低下するため、更なる長寿命化を実現した。このように合成したドナー・フラーレン結合分子で生じた電荷を二酸化チタン上へと導入して、光起電デバイスへの応用を図った。

The development of molecular systems in which photosensitizers and long-lived charge-separated states are realized through diacidification, adsorption and immobilization of photosensitizers. Specific research on the following issues. The enzyme was successfully immobilized on the surface of the cell. Fixed acid displacement, electron mobility in solution, electron mobility in solution The reaction process is directly measured and analyzed by high-speed reaction measurement method, which is used for measuring and analyzing the reaction time of the reaction time. The speed theory is optimized. In addition, the diacidified resin is coated on the transparent electrode with the fixed kalgan acid replacement resin, which can be used in photovoltaic devices. Synthesis and evaluation of charge-separation recombination processes of molecular systems bound to the molecule. The charge separation life of the second switch has been achieved, and it has become clear that the triple state of excitation is indispensable. In addition, the system of large number of common service units, re-alignment, low cost and long life have been realized. The synthesis of these molecules leads to the generation of electrical charges and the introduction of photocharges.