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可視光全域を有効利用可能な、無機ナノシート型人工光捕集系の構築

构建可有效利用整个可见光范围的无机纳米片型人造光收集系统

基本信息

批准号：
11J08900
负责人：
石田洋平
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

太陽光の広い波長領域を有効に利用可能な、ナノシート型人工光捕集系の構築を目指し研究を行った。昨年度までに合成、評価した新規光捕集色素を用い、2種分子間、又は3種分子間の光エネルギー移動反応を検討した。これまで構造の類似したポルフィリン分子間のみにおいて粘土ナノシート状で高効率な光エネルギー移動反応が進行したのに対し、新たなエネルギーアクセプターとしてフタロシアニン誘導体を利用した系においても高効率なエネルギー移動反応が進行する事を見出した。これにより、(1)エネルギー移動速度定数の増大による集められる光子数が大幅に向上し、(2)近赤外領城に強い吸収帯を持つフタロシアニンの利用により380-730nmの波長領域を満遍なく捕集可能な、人工光捕集モデルの提案に成功した。新たな共同研究として、M. Antonietti教授(独国, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces)の研究室に訪問し、新規半導体ナノシートの開発を行った。有機半導体であるカーボンナイトライド材料を用いた。C_3N_4はその光触媒的水分解特性から、近年精力的に研究されている材料である。訪問研究により、C_3N_4材料の合成、評価、光触媒特性、など一連の固体半導体研究に必要な技術と知識を得た。従来のC_3N_4は、その分子構造により吸収波長が紫外光領域にほぼ制限されていたが、C_3N_4の構造内に芳香族分子を直接組み込む事で、C_3N_4のバンドギャップを制御し、可視光領域に強い吸収帯を有する材料の合成に成功した。その結果、白色光照射下での水分解特性は、通常の材料の16倍と向上し、可視光領域の有効利用の効果が示された。

Research on the construction of artificial light trapping system based on the possibility of using sunlight in the wavelength domain Last year, the synthesis and evaluation of new light-trapping pigments were discussed, including two molecular and three molecular light-trapping reactions. The structure of the compound is similar to that of the compound. The compound is highly efficient. The compound is highly efficient. The compound is highly efficient. (1) The number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser, and (2) the number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser.(3) the number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser.(4) the number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser.(5) the number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser.(6) the number of photons increased significantly with the increase of the moving speed of the laser. A joint study by Shin Ta and M. Professor Antonietti (Max Planck Institute of Colloids and Interfaces) visited the lab and conducted research on new semiconductor technologies. Organic semiconductor materials are used. The water decomposition characteristics of C_3N_4 photocatalyst have been studied intensively in recent years. The necessary technical knowledge for the study of C_3N_4 materials, synthesis, evaluation, photocatalyst properties, and solid state semiconductors was obtained. In recent years, C_3N_4 has successfully synthesized materials with strong absorption wavelength in ultraviolet field, direct assembly of aromatic molecules in C_3N_4 molecular structure, and strong absorption wavelength in visible light field. As a result, the water decomposition characteristics under white light irradiation are 16 times higher than those of ordinary materials, and the effective utilization results in the visible light field are shown.