電気化学的手法による遷移金属触媒のオンデマンド電子状態制御

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本研究では、電気化学的手法を用いて、金属錯体の電子状態をオンデマンドに制御可能な電極固定化触媒の創製を目的としてている。本年度は主に、遷移金属錯体・リンカー・担体（電極）の3成分から構成される電極触媒の合成に取り組んだ。金属錯体と電極を繋ぐリンカーは、優れた電子伝導特性をもつπ共役分子の利用が望ましいが、π－π相互作用による凝集に起因した電子伝達系の擾乱が懸念される。そこで、所属研究グループが最近報告した、環状分子であるメチル化シクロデキストリンでジフェニルアセチレン骨格を包接した被覆共役分子をリンカーに採用した。ホスホン酸基を分子接合アンカーとする被覆共役分子を透明導電膜（酸化インジウムスズ・ITO膜）ガラス基板上に導入し、続く分子頭部アジド基へのクリック反応によって、化学的に安定な共有結合（トリアゾール環）を介して様々な機能性分子・金属錯体の導入が可能である。この方法を用いて、可視光レドックス触媒として知られるルテニウムポリピリジル錯体や、電気化学的酸素還元触媒として知られるコバルトクロリン錯体を連結した被覆型π共役金属錯体修飾ITO基板を調製した。この修飾基板のサイクリックボルタンメトリー測定では、それぞれの金属錯体中心の酸化数変化に帰属される可逆な酸化還元波が観測された。原子間力顕微鏡観察からは、顕著な凝集体は見られなかった。このコバルトクロリン錯体修飾ITO基板は、酸素還元反応用電極触媒として利用可能なことを確認した。