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ヘテロ金属間相互作用制御に基づく新規無機分子光材料の開発

基于异金属相互作用控制的新型无机分子光学材料的开发

基本信息

批准号：
09J09161
负责人：
高嶋敏宏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
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

项目摘要

酸素発生反応は人工光合成において最も重要なプロセスの一つであり、その効率的な駆動のための高活性触媒の開発が同研究分野の重要課題となっている。本研究では、マンガン酸化物表面における酸素発生反応の中間体が3価のマンガンイオンであり、これが不均化反応により不安定であることがマンガン酸化物の触媒活性が低いことの原因であることを前年度報告した。そこで今年度は不均化反応を抑制し、マンガン酸化物を用いた高活性酸素発生触媒の開発について検討を行った。具体的には3価のマンガンイオンの不安定性が3d電子状態の縮重に起因するという仮説を立て、これに基づき縮重状態を解くための材料設計として窒素化合物を配位させたマンガン酸化物ナノ粒子を開発した。分光電気化学的検討から窒素化合物を配位させたマンガン材料では中性条件下においても不均化反応が抑制できることを見出し、3価のマンガンイオンの生成電位のシフトに伴い酸素発生反応の過電圧を減少できることを明らかにした。以上の結果は、3価のマンガンイオンが触媒活性を支配している反応中間体であるという本研究の提案を支持すると同時に、今後のマンガン系酸素発生触媒の開発の指針を示すものであると考えられる。さらに、この結果を踏まえ、この触媒と光吸収ユニットとして本研究でこれまでに開発してきたCe/W光電荷移動錯体を組み合わせた集積体を開発した。この集積体では電子ドナーとなるセリウムイオンがマンガン酸素発生触媒と電子アクセプターのタングステンクラスターをつなぐ役割を果たし、その結果光反応場の構築のために必要な順番に金属イオンを集積することに成功した。開発した光材料は電子受容体存在下で光酸素発生反応を駆動できることを見出した。

The development of highly active catalysts for the production of acid is an important subject in the field of artificial photosynthesis. This paper reports the reasons for the low catalytic activity of acidified compounds on the surface of acidified compounds. This year's research on the development of highly active acid production catalysts for the inhibition of heterogeneous reactions and the use of acidifiers The instability of 3-D electron state and the cause of 3-D electron state contraction are discussed in detail. The material design and coordination of 3-D electron state and 3-D electron state are discussed in detail. In the case of photochemistry, the coordination of the compound to the neutral medium is suppressed, and the formation potential of the compound is reduced. The above results support the proposal of this study and indicate the development of catalyst for acid production in the future. In this study, the development of Ce/W photocharge transfer complexes was investigated. The results of this integration are that the electron emission from the catalyst and the electron emission from the catalyst are successful in the construction of the optical reflection field. In the presence of an electron acceptor, the photoactive material is activated.