粘土・金属錯体ハイブリッド膜修飾電極による光エネルギー変換

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代表者らはこれまで、粘土鉱物を用いて粘土の単一層膜と両親媒性Ru(II)錯体とのハイブリッド膜を形成する方法について研究を行なってきた。本年度ではこの方法を発展させて,粘土鉱物の表面を利用した金属錯体の集積を行い、それを光エネルギー変換に利用した。ラングミュア・ブロジェット法によるハイブリッド化では、規則的目構造を有する粘土面上で目的分子を規則配列させる。このようにして得られた粘土・金属錯体ハイブリッド膜を用いて、光エネルギーから電気的エネルギーへの変換(光化学電池)に応用した。具体的には、両親媒性の金属錯体を合成してそのラングミュア(単分子)膜を粘土の水分散液上に形成させ、下層における粘土鉱物粒子が単分子膜に吸着する過程をブルースター角顕微鏡を用いたその場観察によって追跡した。得られたハイブリッド膜をマイカ上に積層して原子間力顕微鏡によって表面構造を調べたところ、粘土単一層がモザイク状に集まった構造を持っていることが解った。この粘土・金属錯体ハイブリッド膜をITO電極基板上に積層し、光化学電極用の修飾電極とした。修飾電極を製作した。Os(II)錯体を1層累積したITO電極のサイクリックボルタモグラムでは、Os(II)/Os(II)による可逆的な酸化還元ピークが見られた。Os(II)錯体と粘土とのハイブリッド膜で修飾した電極は、フェノールの酸化反応のメディエーターとして働くことが見いだされた。そこで、キラルなフェノールとして1、1'-ビナフトールを用い、電解酸化の立体選択性について調べた結果、キラル識別効果が見いだされた。