可視－近赤外領域の光を効率的に利用できる二酸化炭素還元光触媒系の構築

构建可有效利用可见-近红外区域光的二氧化碳还原光催化系统

• 批准号: 13J06913
• 负责人: 北川 裕一
• 金额: $ 1.77万
• 依托单位: Hokkaido University (2014)Ritsumeikan University (2013)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06913/
• 关键词: クロロフィル; 二酸化炭素光還元; 可視光; キラリティー; J会合体; 異方性円偏光二色性; 赤色光

既報では、主に紫外領域の光を利用した効率的な二酸化炭素光還元触媒が報告されている。本研究員は人工光合成実現に向けて太陽光の光を効率的に利用するため、以下の二点の研究を主に行った。1. 可視域に強い吸収帯を有するクロロフィルを光増感剤として用いた二酸化炭素光還元触媒系の構築を検討した。2. クロロフィルから構成されるキラルなJ会合体は効率的な可視長波長領域の光捕集・エネルギー移動を示すことから注目を集めている。しかし、分子構造が解明されておらず、その機構も明らかとなっていない。そこで、キラルなJ会合体の構造解析手法について検討した。1. クロロフィル(3位)に二酸化炭素光還元触媒を共有結合により連結した錯体の合成に成功した。この連結錯体を溶かした溶液(二酸化炭素雰囲気下)に対して、可視-近外赤領域の光を照射することにより二酸化炭素光還元に成功した。また、ドナーであるクロロフィルとアクセプターである二酸化炭素光還元触媒の酸化還元電位をそれぞれ変えた連結錯体の光物理的性質を検討し、効率の良い電子伝達系を構築した。さらに、クロロフィル(3位)とアクセプターである二酸化炭素光還元触媒をアミド結合で連結することによりJ会合体形成が可能となり、クロロフィルがより長波長領域の光を捕集できるようになることを明らかとした。本データは、クロロフィルを用いた可視-近赤外光を効率的に利用した二酸化炭素光還元系を構築に向けて有用である。2. キラルなJ会合体が磁場存在下で溶液中において配向することに着目した。磁場配向したキラルJ会合体において通常の円偏光二色性(CD)と大きく異なるスペクトル形状を示すことが明らかとなった。また、異方性CDを用いたスペクトルシミュレーションをしたところ、通常のCDと形状が大きく異なった。本データは、異方性円偏光二色性がキラルなJ会合体の構造解析において有用であることを示唆している。

It has been reported that the use of light in the ultraviolet field is mainly efficient, and the diacid carbon photocatalyst is reported. This researcher is mainly engaged in the research on the utilization of sunlight efficiency in artificial photosynthesis. 1. A study on the structure of carbon photoreduction catalyst system with high absorption and high sensitivity 2. The composition of the optical system is visible in the long wavelength region, and the optical system is visible in the long wavelength region. The molecular structure is clearly understood, and the mechanism is clearly understood. The structural analysis method of the combination of 1. The synthesis of carbon photoreductants with diacid at position 3 was successful. The solution of this complex is dissolved in diacidified carbon dioxide solution. The solution is visible and near infrared light. The solution is diacidified carbon dioxide solution. To investigate the photophysical properties of the complex and to construct an efficient electron transfer system for the acidification of carbon photocatalysts. The carbon photoreduction catalyst can be used to capture light in the long wavelength region. This paper discusses the application of visible and near-infrared light in the construction of carbon photoreduction system. 2. In the presence of a magnetic field, the orientation of the polymer in solution is determined. The magnetic field alignment is usually polarized dichroism (CD). In general, CD shapes vary greatly. The structure analysis of this complex is useful in the analysis of anisotropic polarization dichroism.

项目成果

Photochemical reduction of CO2 with long-wavelength light by covalently linked chlorophyll-rhenium bipyridine complexes

共价连接叶绿素-铼联吡啶复合物用长波长光光化学还原二氧化碳

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuichi Kitagawa;Hitoshi Tamiaki
• 通讯作者: Hitoshi Tamiaki

Photophysical Properties of Chlorophyll Derivatives Linked with Rhenium Bipyridine Complexes

与铼联吡啶配合物连接的叶绿素衍生物的光物理性质

• DOI: 10.1246/bcsj.20140326
• 发表时间: 2015
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan
• 影响因子: 4
• 作者: Yuichi Kitagawa;Shin Ogasawara;Daisuke Kosumi;Hideki Hashimoto;Hitoshi Tamiaki
• 通讯作者: Hitoshi Tamiaki

異方性円偏光二色性を用いたキラル超分子の構造解析法に関する検討

各向异性圆二色性手性超分子结构分析方法研究

• 发表时间: 2013
• 作者: 北川 裕一;庄司 淳;伊佐 治恵;石井 和之;民秋 均
• 通讯作者: 民秋 均

クロロフィルの可視-近外赤領域における高効率の光捕集を利用した二酸化炭素光還元

利用叶绿素可见光-近红外区域的高效光收集进行二氧化碳光还原

• 发表时间: 2014
• 作者: 北川裕一;民秋均
• 通讯作者: 民秋均

Photochemical Reduction of CO2 with Red Light Using Synthetic Chlorophyll-Rhenium Bipyridine Dyad

• DOI: 10.1246/cl.140439
• 发表时间: 2014-08-05
• 期刊: CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kitagawa, Yuichi;Takeda, Hiroyuki;Tamiaki, Hitoshi
• 通讯作者: Tamiaki, Hitoshi