有機半導体と金属錯体からなる可視光駆動型二酸化炭素還元光触媒系の創製

由有机半导体和金属络合物组成的可见光驱动二氧化碳还原光催化系统的创建

基本信息

  • 批准号:
    17J03705
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2017-04-26 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では有機半導体(C3N4)と金属錯体を融合したCO2還元光触媒系の発展を目指して研究を進めてきた。平成30年度以前の先行研究において、我々はC3N4とルテニウム錯体を融合した高効率なCO2還元光触媒系の構築に成功してきた。本反応は、C3N4の光励起後のキャリア(特に電子)がルテニウム錯体へと移動することで反応が進行すると考えられている。しかしながら、C3N4の光励起キャリアダイナミクス、およびルテニウム錯体への電子移動過程は観測されておらず、またその観測手法も確立されていなかった。そこで、本年度は種々の「分光測定」を駆使することでこれらを明らかにすることを目指した。特に、過渡発光測定と過渡吸収測定を組み合わせることで、C3N4からルテニウム錯体への電子移動はピコ秒オーダーという非常に速い時定数で進行していることを初めて明らかとした。また、一連の研究で用いてきたC3N4の吸収端は約 450 nm と比較的短波長側に存在する。そのため、太陽光の利用といった観点では、450 nm以上のより長波長の光(近赤外光)を利用できる材料の開発も重要な課題となる。そこで本年度は、広域可視光応答が可能なカーボンナイトライドを合成してルテニウム錯体触媒と組み合わせることで、吸収領域を拡大させた光触媒系の構築も行なった。一方、将来的な本系の発展のためにはルテニウムという貴金属を用いない系へと展開することも重要な課題となる。そこで、本年度では共同研究の一環として、C3N4 に Fe 錯体を混合させることで、ルテニウム錯体と同程度の効率でCO2 還元反応が駆動できることを実証した。このように、平成30年度では、従来までに我々が構築した系において、分光的な側面による詳細な評価を行うのみならず、「広域化可視光の利用」、「貴金属を用いない系への展開」といった従来系の高機能化にも成功した。
This study で は organic semiconductor (C3N4) と metal misprinted を fusion し た CO2 also yuan light catalyst is の 発 exhibition を refers し を て research into め て き た. Pp.47-53 30 year ago の leading research に お い て, I 々 は C3N4 と ル テ ニ ウ ム misprinted を fusion し た high working rate な CO2 also yuan photocatalytic system built の に success し て き た. The anti 応 は, C3N4 の excitation light up after の キ ャ リ ア (に electronics) が ル テ ニ ウ ム misprinted へ と mobile す る こ と で anti 応 が for す る と exam え ら れ て い る. し か し な が ら, C3N4 の excitation light up the キ ャ リ ア ダ イ ナ ミ ク ス, お よ び ル テ ニ ウ ム misprinted へ の electronic mobile process は 観 measuring さ れ て お ら ず, ま た そ の 観 measuring technique も establish さ れ て い な か っ た. そ こ で, this year's は 々 の "spectroscopic determination" を 駆 make す る こ と で こ れ ら を Ming ら か に す る こ と を refers し た. に, determination of transition 発 light suction 収 と transition を group み close わ せ る こ と で, C3N4 か ら ル テ ニ ウ ム misprinted へ の electronic mobile は ピ コ seconds オ ー ダ ー と い い う very に speed when destiny to し で て い る こ と を early め て Ming ら か と し た. Youdaoplaceholder0, a series of <s:1> studies were conducted to find that the short-wavelength side of で compared with the また て た た たC3N4 <s:1> aspiration end また approximately 450 nm と exists in する. そ の た め, sun の と い っ た 観 point で は, more than 450 nm の よ の り long wavelengths of light (close to the red light) を using で き る material の open 発 も important topic な と な る. そ こ で は this year, his design domain visible light 応 may answer が な カ ー ボ ン ナ イ ト ラ イ ド を synthetic し て ル テ ニ ウ ム misprinted catalyst と group み close わ せ る こ と で, suck を 収 field company, big さ せ た photocatalytic system の line build も な っ た. One party, the future な this is の 発 exhibition の た め に は ル テ ニ ウ ム と い う precious metals を with い な い department へ と launched す る こ と も important topic な と な る. そ こ で, this year's で は study one part の と し て, C3N4 に Fe misprinted を mixed さ せ る こ と で, ル テ ニ ウ ム misprinted と with degree の sharper rate で CO2 also yuan against 応 が 駆 dynamic で き る こ と を card be し た. こ の よ う に, pp.47-53 30 year で は, 従 ま で に I 々 が build し た department に お い て, spectral な profile に よ る な detailed review 価 を line う の み な ら ず, "his design domain visible light の use", "precious metals を い な い department へ の launched" と い っ た 従 to tie の high functional に も successful し た.

项目成果

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有機半導体とRu(II)複核錯体からなる可視光応答型CO2還元光触媒系の構築
由有机半导体和Ru(II)双核配合物组成的可见光响应CO2还原光催化系统的构建
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗木 亮;山方 啓;石谷 治;前田 和彦
  • 通讯作者:
    前田 和彦
A Stable, Narrow-Gap Oxyfluoride Photocatalyst for Visible-Light Hydrogen Evolution and Carbon Dioxide Reduction
A Carbon Nitride/Fe Quaterpyridine Catalytic System for Photostimulated CO2-to-CO Conversion with Visible Light
氮化碳/四吡啶铁催化系统用于可见光光刺激 CO2 转化为 CO
Development of hybrid photocatalysts constructed with a metal complex and graphitic carbon nitride for visible-light-driven CO2 reduction
  • DOI:
    10.1039/c6cp07973c
  • 发表时间:
    2017-02-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Kuriki, Ryo;Maeda, Kazuhiko
  • 通讯作者:
    Maeda, Kazuhiko
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  • 通讯作者:
    前田 和彦
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    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗木 亮;熊谷 啓;前田 和彦;石谷 治
  • 通讯作者:
    石谷 治
Dominant accumulation of RNA3 of cucumber mosaic virus B2 strain over co-inoculated Y-strain RNA3 is determined by 5’UTR
黄瓜花叶病毒 B2 株的 RNA3 相对于共接种 Y 株 RNA3 的显性积累由 5’UTR 确定
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安 大賢;金澤 知器;栗木 亮;野澤 俊介;石谷 治;前田 和彦;Yuan Z.*・Takahashi H.・Ando S. and Miyashita S.
  • 通讯作者:
    Yuan Z.*・Takahashi H.・Ando S. and Miyashita S.

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