有機色素/無機半導体複合LB膜の作製と光電気化学的特性に関する研究

有机染料/无机半导体复合LB薄膜的制备及光电化学性能研究

• 批准号: 15033232
• 负责人: 宇佐美 久尚
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Shinshu 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033232/
• 关键词: 有機・無機複合LB膜; 半導体ナノ多層膜; バナジン酸; フラットバンド電位; 光電子移動; ルテニウムトリスビピリジン錯体; ビオロゲン; 階層型分子組織体; ジアルキルアンモニウム; ジアルキルルテニウム錯体; 複合LB膜; ナノ薄膜; 発光スペクトル

植物の光合成システムを模した階層型分子システムの一例として、長鎖アルキル基を有する両親媒性ルテニウム錯体と無機半導体層を交互に積層した複合多層膜をラングミュア-プロジェット法にて作製し、その膜を介した光電子移動過程を分光学的に明らかにした。無機層にバナジン酸、有機層にジアルキルアンモニウム(DCA)あるいはジアルキルルテニウムトリスビピリジル錯体(DCRu)を用いた複合膜を作製し、その表面構造を原子間力顕微鏡にて観察した。一辺が1μmの矩形領域の表面凹凸が1nm以下となり、分子スケールで平滑な膜が得られることを確認した。無機層としてタングステン酸、モリブデン酸を組み込んだ場合にも同様の平滑性が確認された。有機層のみのLB膜では膜の安定性が不足していたが、無機層と複合化すると安定な多層膜が得られることが分かった。光電気化学的に不活性なDCAと複合化した無機層の交流インピーダンス測定から、バナジン酸、モリブデン酸、タングステン酸はいずれもn型半導体であり、フラットバンド電位は、順に-0.1V、-0.7Vおよび-0.8V vs.Ag-AgClと求められた。これらの無機層とDCRuとの複合LB膜中でルテニウム錯体の燐光を測定すると、無機層のフラットバンド電位が貴であるほど消光し易いことが分かった。固体薄膜中では界面のバンド屈曲効果により、マーカス理論によれば逆転領域に相当して消光速度が低下する条件でも、電子移動効率が高いことを明らかにした。また、バナジン酸とDCRuとの複合薄膜を介してITO電極から溶液中のビオロゲンへの光誘起電子移動過程をサイクリックボルタンメトリーで確認した。照射光量に応じて-0.5V vs.Ag-AgCl付近の還元電流が増加し、同時に濃青色のビオロゲンラジカルカチオンの生成が確認された。DCRu-バナジン酸膜を介した電子移動が光照射で促進させることが可能となった。

の plant photosynthetic シ ス テ ム を die し た class type molecular シ ス テ ム の case と し て, long locks ア ル キ ル を has an す る struck close pollination ル テ ニ ウ ム misprinted と inorganic semiconductor layer を interaction に horizon し た composite multilayer を ラ ン グ ミ ュ ア - プ ロ ジ ェ ッ ト method に て as し, そ の membrane を interface し た photoelectron movement を spectroscopy に Ming ら か に し た. Inorganic layer に バ ナ ジ ン acid, organic layer に ジ ア ル キ ル ア ン モ ニ ウ ム (DCA) あ る い は ジ ア ル キ ル ル テ ニ ウ ム ト リ ス ビ ピ リ ジ ル misprinted (DCRu) を い た し, the composite membrane を cropping そ の surface structure を interatomic force 顕 micromirror に て 観 examine し た. A 辺 が 1 mu m の の rectangle field below the surface concave and convex が 1 nm と な り, molecular ス ケ ー ル で smooth な membrane が must ら れ る こ と を confirm し た. Inorganic layer と し て タ ン グ ス テ ン acid, モ リ ブ デ ン acid group を み 込 ん だ occasions に も with others の smoothness が confirm さ れ た. Organic layer の み の LB film で は membrane の insufficient stability が し て い た が, inorganic composite layer と す る と が must settle な multi-layers ら れ る こ と が points か っ た. Photoelectric 気 chemical に not active な DCA composite と し た inorganic layer の communication イ ン ピ ー ダ ン ス determination か ら, バ ナ ジ ン acid, モ リ ブ デ ン acid, タ ン グ ス テ ン acid は い ず れ も n-type semiconductor で あ り, フ ラ ッ ト バ ン ド potential は, に 0.1 V, 0.7 V お よ び - 0.8 V vs.Ag-AgClと find められた. こ れ ら の inorganic layer と DCRu と の compound in the LB films で ル テ ニ ウ ム misprinted の 燐 light を determination す る と, inorganic layer の フ ラ ッ ト バ ン ド potential が expensive で あ る ほ ど extinction し easy い こ と が points か っ た. Solid film で は interface の バ ン ド buckling unseen fruit に よ り, マ ー カ ス theory に よ れ ば inverse planning field に quite し て extinction rate low が す る conditions で も, electronic high rate of mobile services が い こ と を Ming ら か に し た. ま た, バ ナ ジ ン acid と DCRu と を の composite film dielectric し て ITO electrode か ら solution の ビ オ ロ ゲ ン へ の light induced electronic mobile process を サ イ ク リ ッ ク ボ ル タ ン メ ト リ ー で confirm し た. Irradiation light に 応 じ て - 0.5 V vs. Ag - AgCl paying nearly の が raised し, at the same time also yuan current に thick cyan の ビ オ ロ ゲ ン ラ ジ カ ル カ チ オ ン の generated が confirm さ れ た. DCRu-バナジ <s:1> acid film を mediates <s:1> た electron movement が light irradiation で promotes させる させる とが とが possibly となった.

项目成果

Hisanao Usami, Yukiyasu Iijima, Yastushi Moriizumi, Hitoshi Fujimatsu, Eiji Suzuki, Haruo Inoue: "Fabrication of Hybrid Langmuir-Blodgett Membrane of Diaklyl-dimetylammonium/Vanadium Oxide Gel"Journal of Chemical Intermediates. (印刷中). (2004)

Hisanao Usami、Yukiyasu Iijima、Yastushi Moriizumi、Hitoshi Fujimatsu、Eiji Suzuki、Haruo Inoue：“二烷基二甲基铵/氧化钒凝胶的混合 Langmuir-Blodgett 膜的制造”化学中间体杂志（2004 年）。

Fabrication of light-leakage type photocatalytic fiber bundle for photodegradation of basic dye

光降解碱性染料的漏光型光催化纤维束的制备

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Chemical Engineering, Japan 38
• 作者: Usami;H.;Enami;Y.;Nakasa;k.;Suzuki;E.;Murakami;Y
• 通讯作者: Y

Fabrication and characterization of ruthenium complex-vanadium oxide gel hybrid langmuir-blodgett films

钌络合物-氧化钒凝胶杂化朗缪尔-布洛吉特薄膜的制备和表征

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Chemical Engineering of Japan 38(8)
• 作者: Hisanao Usami;Tsuyoshi Itakura;Akihiko Nakasa;Eiji Suzuki
• 通讯作者: Eiji Suzuki

漏光型光触媒ファイバー

漏光型光触媒纤维

• 发表时间: 2004