可視光を有効に利用できる超分子光触媒群の創製

创造可以有效利用可见光的超分子光催化剂

• 批准号: 10J09276
• 负责人: 玉置 悠祐
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09276/
• 关键词: CO_2還元; 超分子錯体光触媒; ルテニウム錯体; レニウム錯体; オスミウム錯体; 超分子光触媒; CO; ギ酸; 光触媒; 超分子; ルテニウム多核錯体; ギ酸生成

光増感部としてルテニウム(II)トリスジイミン錯体、触媒部としてレニウム(I)ビスカルボニル錯体もしくはルテニウム(II)ビスカルボニル錯体を有する超分子錯体を光触媒、1,3-dimethy1-2-ary1-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole(BI(X)-H,X=H,OH)を犠牲還元剤として用いると、CO_2を還元してCOもしくはギ酸を選択的に生成し、またその光触媒能は、これまでに報告されている超分子光触媒で最も高い値であった(Φ_<CO>=0.45,TON_<CO>=3029,TOF_<CO>=35.7min^<-1>;Φ_<HCOOH>=0.46,TON_<HCOO>H=2599,TOF_<HCOOH>=44.9min^<-1>)。この光触媒反応におけるBI(X)-Hから超分子錯体への電子供与過程を、時間分解分光法やBI(X)-Hの酸化生成物の定量により明らかにした。すなわちBI(X)-Hは、超分子錯体へと光誘起電子移動反応を起こした後、脱プロトン化を経て生成したラジカルが、他の基底状態の超分子錯体へともう一電子を供与するという二電子供与体として働いていることが分かった。また、光触媒反応に利用できる可視光の波長領域の拡大を目指して、ルテニウム(II)錯体の代わりにオスミウム(II)トリスジイミン錯体を光増感部、レニウム(I)ビスカルボニル錯体を触媒部に導入した超分子錯体を合成した。この超分子錯体は、400-730nmの非常に幅広い波長領域の可視光を吸収することができ、ルテニウム(II)錯体が吸収できなし、>620nmの光を照射したところ、CO_2をCOへと選択的に還元する光触媒として働いた(Φ_<CO>=0.12,TON_<CO>=1138)。すなわち、従来のルテニウム(II)錯体を光増感部として有する超分子錯体光触媒は駆動しない、赤色光照射下で駆動するCO_2還元超分子錯体光触媒の開発に成功した。

当具有光敏部分（II）trisdiimine复合物和rhenium（i）Biscarbonyl络合物或ruthenium（II）甲基苯丙基复合物作为催化剂和1,3-二甲基1-3-二甲基11-2-二甲基1-2,3-二氢-1H-biendro-1H-benzo [D] imiDAzhhemheh时，被用作牺牲还原剂，将CO _2还原为选择性生成CO或甲酸，其光催化能力是迄今为止报道的超分子光催化剂的最高值（φ_<co_ = 0.45，Ton__ <co> = 3029，Tof_ = 3029，Tof_ <co> = 35.7min^<-1> <-1> <-1> +φ; ton_ <HCOO> H = 2599，TOF_ <HCOOH> = 44.9min^<-1>）。通过时间分辨的光谱和BI（x）-H的氧化产物的定量来阐明从BI（X）-H到超分子复合物的电子捐赠过程。换句话说，已经发现BI（X）-H充当两电子供体，在经历了光诱导的电子转移反应对超分子复合物的反应后，它导致通过去质化产生的自由基，然后用作两电子供体，从而使另一个电子对另一个电子型超型超分子复合物。此外，为了扩大可在光催化反应中使用的可见光的波长范围，合成了超分子复合物，其中将osmium（ii）Trisdiimine复合物（II）引入了ruthenium（ii）复合物（II）复合物（II）（I）Biscarbonyl复合物（I）Biscarbonyl复合物。这种超分子复合物能够在非常宽的400-730 nm的波长范围内吸收可见光，而ruthenium（ii）复合物无法吸收它，并且当用> 620 nm的光照射时，它作为光启动剂的光启动能力将CO_2选择性地降低到CO_2，co_2 co_2 co_2，co__ <co_ <co = 0.12，ton_____1111111111111111111111111138换句话说，我们已经成功地开发了一种CO_2还原的超分子复合物光催化剂，该光催化剂在红光照射下驱动，并且不受超分子复合复合光催化剂的驱动，该光敏剂（II）含有常规的氟噻酮（II）复合物作为光敏剂。

项目成果

Photocatalytic CO_2 Reduction to Formic Acid using Supramolecular Ruthenium (II) Complexes

使用超分子钌 (II) 配合物光催化 CO_2 还原为甲酸

• 发表时间: 2011
• 作者: Tamaki;Y.; Koike;K.; Ishitani;O.
• 通讯作者: O.

Substantial improvement of photocatalytic abilities for CO_2 reduction using supramolecular complexes

超分子配合物光催化CO_2还原能力的显着提高

• 发表时间: 2012
• 作者: Tamaki;Y. ; Koike;K. ; Ishitani;O.
• 通讯作者: O.

化学Vol.67 No.3最新のトピックス「人工光合成研究の新展開」

化学Vol.67 No.3最新专题“人工光合作用研究新进展”

• 发表时间: 2012
• 作者: Tamaki;Y.;Koike;K.;Ishitani;O.;玉置悠祐・小池和英・石谷治;玉置悠祐;石谷治
• 通讯作者: 玉置悠祐;石谷治

High-speed Photocatalytic CO_2 Reduction using a Supramolecule with a Rhenium (I) Biscarbonyl Complex as a Catalyst Unit

以铼(I)双羰基络合物为催化剂单元的超分子高速光催化CO_2还原

• 发表时间: 2011
• 作者: Tamaki;Y.; Watanabe;K.; Koike;K.; Ishitani;O
• 通讯作者: O

High-speed Photocatalytic CO_2 Reduction to Formic Acid using Multinuclear Ruthenium (II) Complexes

使用多核钌 (II) 配合物高速光催化 CO_2 还原为甲酸

• 发表时间: 2011
• 作者: Tamaki;Y.; Koike;K.; Ishitani;O.
• 通讯作者: O.