ロジウム二核錯体の二量化に基づく高機能水素生成触媒の開発

基于铑双核配合物二聚的高性能制氢催化剂的研制

• 批准号: 09J05859
• 负责人: 田中 早弥
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05859/
• 关键词: 水の可視光分解; 光水素発生; ロジウム二核錯体; 電子受容サイト; ポリオキソメタレート; メチルビオローゲン; プロトン共役電子移動

本課題では、水の可視光分解による水素生成反応の研究において、ロジウム二核錯体を用いた新規光触媒の開発を目的とするものである。様々な遷移金属を含むクラスターであるポリオキソメタレート(POM)を電子受容部位としてロジウム二核錯体に共有結合で連結し、電子受容と触媒の二機能を有する新規ロジウム二核錯体触媒の開発に成功した。アニオン性の有機色素であるEosin Yellowを光増感剤として用い、電子伝達剤非存在下で可視光照射によって生じたガスを定量した。その結果、水素の生成が確認でき、POMが電子受容サイトとして機能することが明らかとなった。また、反応溶液の光照射時の吸収スペクトル変化を測定したところ、POMの還元種の生成に由来する吸収帯が確認できた。つまり、Eosin YからPOMへの電子移動が起こって水素が効果的に発生することが示唆され、ロジウム二核錯体を用いた新たな二機能複合型水素発生触媒の開発に成功した。また当研究員はRu(bpy)_3^<2+>を光増感剤、S_2O_8^<2->を犠牲酸化剤に用いた光酸素発生反応においても新たな研究を行った。水からの酸素発生反応については4電子の移動を伴う反応であるため、より高エネルギー反応が可能な触媒の開発が不可欠となる。光酸素発生触媒についてはルテニウムやコバルトの四核構造を有するPOMが触媒作用を示すことが報告されている。今回は四核構造ではなく、単核、及び二核のコバルトコアを有するPOMを用いて触媒機能評価を行った。これらPOMの安定性を検討したところ、光反応中での分解などは見られず、分子性触媒として機能していることが示唆された。また、光量を調節することで高い量子収率で反応が進行することが明らかとなった。本年度は、ロジウム二核錯体にPOMを導入することで多電子の授受を可能にした研究に加え、POMを用いた光酸素発生反応の触媒開発についても新たな知見を得ることができた。

This paper aims at the research of water element formation reaction by visible light decomposition of water and the development of new photocatalyst. A new method for the development of binary catalysts was developed, which includes the following steps: 1. Eosin Yellow is a natural organic pigment. It is sensitive to light and electronic radiation. It is sensitive to visible light. As a result, the generation of water element is confirmed, and POM is electronically accepted. The absorption spectrum of POM under light irradiation was determined and confirmed. The development of a new two-functional complex water element catalyst has been successfully carried out. When the researcher Ru (bpy)_3 ^&lt;2 +&gt; light sensitive agent, S_2O_8 ^, the acid agent was used to generate new research.<2->The acid in the water reacts with the movement of 4 electrons, and the reaction is possible because the development of catalysts is indispensable. Photo-catalytic activity of POM is reported in this paper. Now, the four core structure has been used for catalyst function evaluation. The stability of POM is discussed, and the decomposition of POM is discussed. The molecular catalyst is discussed. The amount of light is adjusted to a high quantum yield and the light is adjusted to a high quantum yield. This year, the introduction of two nuclear complexes POM, the possibility of multi-electron transfer, and the development of photocatalysts for the production of POM have been studied.

项目成果

ポリオキソメタレートを基盤とした水からの光化学的水素、及び酸素発生

基于多金属氧酸盐从水中光化学产生氢气和氧气

• 发表时间: 2012
• 作者: 大久保勝貴;朱沁;梅村知也;田中早弥・酒井健
• 通讯作者: 田中早弥・酒井健

Photochemical Hydrogen-Evolving Activities of Dinuclear Rhodium(II) Complexes Having Electron Acceptor Moieties

具有电子受体部分的双核铑(II)配合物的光化学析氢活性

• 发表时间: 2011
• 作者: Saya Tanaka;Shigeyuki Masaoka;Garry S.Hanan;Ken Sakai
• 通讯作者: Ken Sakai

Syntheses and photochemical hydrogen evolution of multifunctional photocatalysts of dinuclear rhodium complexes tethered to polyoxometalates

多金属氧酸盐双核铑配合物多功能光催化剂的合成和光化学析氢

• 发表时间: 2010
• 作者: 田中早弥・正岡重行・HANAN;Garry・酒井健;田中早弥・正岡重行・Garry S.Hanan・酒井健;S.Tanaka; S.Masaoka; G.S.Hanan; K.Sakai
• 通讯作者: S.Tanaka; S.Masaoka; G.S.Hanan; K.Sakai

ポリオキソメタレートを導入した新規ロジウム二核錯体の光水素発生触媒機能評価

新型多金属氧酸盐铑双核配合物的光制氢催化功能评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 平田岳史;牧賢志;横山隆臣;岡林識起;折橋裕二;宮部寛志;田中早弥・Garry Hanan・酒井健
• 通讯作者: 田中早弥・Garry Hanan・酒井健

ロジウム二核錯体とポリオキソメタレートを共有結合させた多機能光触媒の開発

铑双核配合物与多金属氧酸盐共价键合多功能光催化剂的开发

• 发表时间: 2010
• 作者: 田中早弥・正岡重行・HANAN;Garry・酒井健
• 通讯作者: Garry・酒井健