ナノギャップ電極を用いた電界触媒反応の開拓

使用纳米间隙电极开发电催化反应

• 批准号: 22K19034
• 负责人: 山下 建
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19034/
• 关键词: 電界触媒反応; ナノギャップ電極; 電気二重層; 異性化反応

本年度は電界を触媒とする反応を実現するために表面積の大きいナノギャップ電極の作成を試みた。櫛形電極パターンを利用することで大面積化することが目標であるが、まずは電極対が1つで試みることとした。ナノギャップのプレパターンとして10 μmのギャップを持ち6 mm程度の対向長を持つ電極を準備した。ここに電圧を印加しながら金をゆっくりと蒸着することでナノギャップを形成することを目指した。本手法は論文として報告されている手法を参考としているが、ギャップ形成には至らず通電してしまう場合やギャップが広すぎで大きな抵抗値が観測される結果となった。今後は電極基板を取り扱う環境や膜厚モニターの精度などを改善して取り組む必要がある。プレパターンとして準備した金電極のリソグラフィー工程を精査することで電極のエッジ構造をシャープにすることも必要であることが明らかとなった。電界を触媒とした反応を実現するためのもう1つの手法として電極-電解液界面に生じる電気二重層に着目した研究も行った。ジピリジルテトラジンと2,3-ジヒドロフランのDiels-Alder付加体が異性化(再芳香族化)してアルコールが生成する反応について、電気二重層を形成した電極がある場合には電気二重層がない場合と比べて反応が加速することを見出した。本反応は単分子接合中での電界印加による反応加速は報告されているが、電気二重層のような原理的には大量の反応に適用可能な系で見出されたのは初である。

In this year, the を catalyst とする of the <s:1> electrical field とする was found to be 応を, and the するために surface area <s:1> large <s:1> <s:1> ナノギャップ ナノギャップ ナノギャップ electrode <e:1> was made into a を test みた. Pectinate electrode パ タ ー ン を using す る こ と で widespread mineralization す る こ と が target で あ る が, ま ず は electrode が seaborne 1 つ で try み る こ と と し た. ナ ノ ギ ャ ッ プ の プ レ パ タ ー ン と し て 10 microns の ギ ャ ッ プ を hold ち 6 mm degree の polices to long を hold つ を electrode preparation し た. こ こ に electric 圧 を Inca し な が ら gold を ゆ っ く り と steamed す る こ と で ナ ノ ギ ャ ッ プ を form す る こ と を refers し た. This technique は paper と し て report さ れ て い る gimmick を reference と し て い る が, ギ ャ ッ プ form に は to ら ず electricity し て し ま う occasions や ギ ャ ッ プ が hiroo す ぎ で big き な resistance numerical が 観 measuring さ れ る results と な っ た. Future は electrode substrate を take り Cha う environment や film thickness モ ニ タ ー の precision な ど を improve し て group take り む necessary が あ る. プ レ パ タ ー ン と し て prepare し た gold electrode の リ ソ グ ラ フ ィ ー engineering を fine check す る こ と で electrode の エ ッ ジ tectonic を シ ャ ー プ に す る こ と も necessary で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. Electricity industry を catalyst と し た anti 応 を be presently す る た め の も う 1 つ の gimmick と し て electrode, electrolyte interface に raw じ る electric 気 に with double layer mesh し た も line っ た. ジ ピ リ ジ ル テ ト ラ ジ ン と 2, 3 - ジ ヒ ド ロ フ ラ ン の Diels - Alder FuJiaTi が subjects (aromatic) し て ア ル コ ー ル が generated す る anti 応 に つ い て, electric double layer を 気 formation し た electrode が あ る occasions に は electric double layer が 気 な と い occasion than べ て anti 応 が accelerate す る こ と を shows し た. The anti 応 は 単 molecular conjugation で の electricity industry Inca に よ る anti 応 accelerate は report さ れ て い る が, electricity 気 bilayer の よ う な principle of に は の huge Numbers 応 に applicable might な wearing で さ れ た の は early で あ る.

项目成果

電界を触媒とするcis-クムレン[3]分子の異性化反応

电场催化顺式积聚烯[3]分子的异构化反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 工藤悠夏;山岡 敬子;古澤 将樹;足立 健太朗;アルブレヒト 建
• 通讯作者: アルブレヒト 建

電界を触媒としたジピリジルテトラジン－ジヒドロフランDiels-Alder付加体の異性化反応

电场催化联吡啶四嗪-二氢呋喃Diels-Alder加合物异构化反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 足立 健太朗;古澤 将樹;工藤 悠夏;アルブレヒト 建
• 通讯作者: アルブレヒト 建

アルブレヒト研究室HP

阿尔布雷希特实验室HP