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光捕集機能を有するナノシート型人工光合成系の構築

具有光捕获功能的纳米片型人工光合作用系统的构建

基本信息

批准号：
14J03441
负责人：
塚本孝政
金额：
$ 1.39万
依托单位：
The University of Tokyo (2015)Tokyo Metropolitan University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アニオン性の粘土ナノシートをホスト、独自に開発したカチオン性の光捕集色素と光触媒色素をゲスト分子として、光捕集機能を有するナノシート型光物質変換系の構築を行った。この光捕集色素と光触媒色素を共吸着させ、吸着量・吸着比の制御により、最大で100%のエネルギー移動効率を達成した。この色素-ナノシート複合体を用いて光触媒性能を検討した。光捕集色素を選択的光励起した際の反応活性の比較検討により、両者が共存した系でのみ光触媒反応が進行した。これにより光捕集機能を付与した光物質変換系の構築に成功した。またこの系においては特異的に光捕集色素が効率100%の活性種メディエータとなり、光触媒色素を保護・分解抑制する新たな機能も発現した。結果、光捕集と光物質変換の両機能を合わせ持った『次世代型人工光合成系』の構築を達成した。一方新たなアプローチでのナノシート型人工光合成系の構築を目指し、発光性金属錯体ナノシートの開発を行った。3叉テルピリジン配位子と亜鉛イオンを用い、有機-水の液液界面において新規亜鉛-テルピリジンナノシートの合成に成功した。このナノシートは発光性能を有し、青色発光を示した。計算によりナノシートの発光は分子内電荷移動（ICT）遷移に由来することが示された。そこで配位子の構造改変によるICTの制御を試みた。配位子の骨格を高電子密度のものに変更した結果ナノシートは橙色発光を示し、光化学性能の制御に成功した。更にテルピリジン錯体ユニットのカチオン性に着目し、アニオン性色素ゲスト導入によるナノシートへの光化学性能の付与を試みた。キサンテン色素溶液へのナノシート浸漬により色素ゲストの導入に成功した。このナノシート中では、シートからゲストへのエネルギー移動が起こり、エネルギー移動効率は90%以上に達した。このようにゲスト導入によるナノシートへの光捕集能の付与に成功した。

The structure of the phototrapping pigment and photocatalyst pigment with the property of clay and phototrapping function is carried out independently. The adsorption, adsorption and adsorption ratio of the phototrapping pigment and photocatalyst pigment are controlled, and the maximum migration rate of 100% is achieved. The application of the pigment-photocatalyst complex in the study of photocatalytic properties A comparative study of the photocatalytic activity of the phototrapping pigment during excitation and the photocatalytic activity of the phototrapping pigment during excitation The light trapping function was successfully applied to the construction of the light substance conversion system. This is a new function of phototrapping pigment with 100% efficiency and photocatalyst pigment protection and decomposition inhibition. As a result, the function of light trapping and light substance conversion has been successfully established. A new type of artificial photosynthesis system is proposed for the development of photoactive metal complexes. The synthesis of 3-branched ligands and lead compounds at the organic-water liquid-liquid interface was successful. The light emission performance of the light emitting device is different from that of the cyan light emitting device. Calculation of light emission and intramolecular charge transfer (ICT) The structure of the ligand is changed, and the control of ICT is tried. The structure of the ligand is characterized by high electron density and high fluorescence. In addition, the application of photochemical properties of the pigment to the reaction medium was studied. The pigment solution was successfully impregnated into the solution. The mobile rate of the mobile phone is more than 90%. The light trapping energy is successfully applied.