光増感機能を有する高分子膜を用いた太陽エネルギーの化学変換

利用具有光敏功能的聚合物膜对太阳能进行化学转化

• 批准号: 60045017
• 负责人: 栗村 芳実
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Energy Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60045017/
• 关键词: 光増感機能; 高分子膜; 太陽エネルギー

光増感電荷分離機能を有する透明な高分子膜を作成し、これを用いた光電荷分離について検討した。光電荷分離システムを内臓する媒体として、EDTAをペプチド結合したアミノスチレン、2-ビニルピリジン、スチレンの三元共重合体(PETA)を合成し、成膜した後Ru【(bpy)(^(2+)_3)】およびメチルビオロゲン(【MV^(2+)】)を吸着させた(PRM膜)。乾燥したPRM膜またはAr飽和水溶液に浸したPRM膜に可視光を照射すると、メチルびオロゲンラジカルが急速に生成する。膜上に生成した【MV^+】の生成量は、本研究費で購入した日立150型分光光度計を用いて測定した。PRM膜系における【MV^+】の初期生成速度は、対応する均一水溶液系に比べて、約5〜10倍に達することを見出した。PRM膜中では、ドナー、光増感剤、アクセプターが局所的に濃縮されているため、Ru【(bpy)(^(2+)_3)】の励起種から【MV^(2+)】への電子移動反応の速度が速くなると共に、EDTAとRu【(bpy)(^(2+)_3)】が靜電的に結合しているため、電子移動によって生成したRu【(bpy)(^(3+)_3)】が素早くEDTAによって還元され、いわゆる"逆反応"の割合が著しく減少するためと推定された。PRM膜を酸素を含む水に浸して可視光を照射すると、水中に過酸化水素が生成する。その生成速度は、対応する均一水溶液系とほぼ同程度であった。この場合、均一系でも低分子量EDTAとRu【(bpy)(^(2+)_3)】はイオン対を形成し、また膜中では酸素分子が濃縮されにくいので、膜系の電荷分離効率は、均一系と同じ程度になる。すなはち、どナーと光増感剤が近傍に存在し、さらにアクセプターが濃縮されている透明な膜を用いれば、光電荷分離効率の大きな光増感膜として機能することがわかり、高効率の光増感膜設計に対する有益な知見が得られた。

Photosensitive charge separation function is available in transparent polymer films. Photoelectric charge separation process is carried out in the medium, EDTA, and the ternary complex (PETA) of 2-hydroxy-2-hydroxy-3-hydroxy-2-hydroxy-3-hydroxy-4-hydroxy-3-hydroxy-4-hydroxy-4-hydroxy-3-hydroxy-4-hydroxy-4 - 3-hydroxy-4-hydroxy-3-hydroxy-4-hydroxy-3-hydroxy-4 The PRM film is dried and immersed in an Ar saturated aqueous solution. The PRM film is irradiated with visible light and rapidly formed. The amount of MV ^+ produced on the membrane was determined by Hitachi 150 spectrophotometry. The initial formation rate of [MV ^+] in PRM film system is about 5~10 times higher than that in homogeneous aqueous solution system. In PRM film, the concentration of Ru [(bpy)(^(2 +)_3)], the excitation of Ru [(bpy)(^(2 +)_3)], the electron movement reaction speed, the electrostatic binding of Ru [(bpy)(^(2 +)_3)], the electron movement formation of Ru [(bpy)(^(3 +)_3)], and the reduction of Ru [(bpy)(^(2 +)_3)] are all very fast."Rebellion" and "Rebellion" PRM membrane contains water, visible light, and acid. The rate of formation is different from that of homogeneous aqueous solution. In this case, the uniform system is composed of low molecular weight EDTA Ru [(bpy)(^(2 +)_3)], the concentration of acid molecules in the membrane, the charge separation rate of the membrane system, and the uniform system. This is a useful insight into the design of a transparent film with high photosensitivity and high photocharge separation efficiency.

项目成果

Jurnal of Chemical Research. (1986)

化学研究杂志。