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有機ＰＣＥＴモジュールを有する超分子クラスターを用いた多電子移動反応触媒

使用具有有机PCET模块的超分子簇的多电子转移反应催化剂

基本信息

批准号：
13J04037
负责人：
岡村将也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The Graduate University for Advanced Studies
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 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究で、酸素発生反応を高効率で触媒する鉄５核錯体を見出している。この錯体による酸素発生のメカニズムはDFT計算を基に提案していたが、計算で得られた結果をサポートする実験データが十分ではなかった。そこで、触媒反応サイクルで提案している中間体に関して実験的に評価した。具体的には、酸化剤の添加や電位をかけることによって錯体を酸化しその変化の過程を吸収スペクトルにより追跡した。さらに酸化体の一部を単離しメスバウアー測定を行うことにより、DFT計算によって得られた計算値との比較を行った。その結果、計算によって示唆された鉄のスピン状態はメスバウアー測定や吸収スペクトルなどの実験結果から帰属したものと完全に一致することが分かった。すなわち、計算によって提案している反応メカニズムの一部が実験的に確かであることが分かった。鉄５核錯体は、高い触媒活性を有するものの水の酸化に必要な電圧が比較的高い点が課題である。そこで、錯体の電荷上昇を抑えて酸素発生反応の過電圧を下げるため、解離性プロトンを有する配位子を導入した新規鉄５核錯体を合成しその触媒機能に関して調査を行っている。これまでの研究では、錯体のプロトン解離挙動と酸化還元特性を明らかにした。本年度は、電気化学実験で観測された触媒電流が、錯体が触媒する酸素発生に由来するかどうかを調べるため、酢酸緩衝溶液中で定電位電解を行い発生する酸素を酸素センサーを用いて調査した。錯体の溶液に8時間電位を印加し反応セル内の酸素濃度を測定した結果、錯体の触媒反応に由来する酸素の発生を確認した。また、これまでの鉄５核錯体よりも小さな電圧でも触媒として働くことが明らかとなり、目的通りに低過電圧で駆動する酸素発生触媒であることが明らかとなった。

This research has led to the discovery of iron 5 nuclear complexes with high efficiency and catalytic activity. This is the result of DFT calculations. The reaction of the catalyst and the intermediate was evaluated. The specific process of acidification is to trace the addition potential of the acidification agent. A part of the acid solution is determined by DFT calculation. The results of the calculation show that the iron state is completely consistent with the results of the measurement. A part of the solution is the solution to the problem. Iron 5 core complex has high catalytic activity and high voltage for acidification of water. The charge rise of the complex is suppressed, the excess voltage of the acid generation reaction is reduced, and the dissociative ligand is introduced, and the catalytic function of the new iron 5 complex is investigated. This study is aimed at clarifying the characteristics of acid reduction and dissociation of the complex. This year, the catalyst current, catalyst, catalyst, acid generation, acid generation. 8-time potential measurement of the acid concentration in the reaction solution and confirmation of the acid production in the reaction solution For example, the iron 5 core complex has a small voltage and a catalyst. For example, the target channel has a low voltage and an acid production catalyst.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Water oxidation reaction catalyzed by pentanuclear iron complexes

五核铁配合物催化的水氧化反应

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaya Okamura;Mio Kondo;Reiko Kuga;Yuki Kurashige;Takeshi Yanai;Shinya Hayami;Vijayendran K. K. Praneeth;Masaki Yoshida;Ko Yoneda;Satoshi Kawata;and Shigeyuki Masaoka
通讯作者：
and Shigeyuki Masaoka

PCET 部位を導入した新規鉄 5 核錯体の電気化学的性質と酸素発生触媒機能

含有PCET部分的新型铁五核配合物的电化学性质和析氧催化功能

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaya Okamura;Reiko Kuga;Satoshi Kawata;Mio Kondo and Shigeyuki Masaoka;岡村将也・久我れい子・川田　知・近藤美欧・正岡重行
通讯作者：
岡村将也・久我れい子・川田　知・近藤美欧・正岡重行

PCET部位を導入した新規鉄5核クラスターの合成と電気化学挙動

包含 PCET 部分的新型铁五核簇的合成和电化学行为

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaya Okamura;Reiko Kuga;Satoshi Kawata;Mio Kondo and Shigeyuki Masaoka;岡村将也・久我れい子・川田　知・近藤美欧・正岡重行;岡村将也・久我れい子・近藤美欧・正岡重行
通讯作者：
岡村将也・久我れい子・近藤美欧・正岡重行

プロトン共役電子移動を示す有機配位子を導入した多電子移動錯体触媒

含有有机配体的多电子转移络合物催化剂，表现出质子共轭电子转移

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
ペトロテック
影响因子：
0
作者：
岡村将也;正岡重行
通讯作者：
正岡重行

Water oxidation reaction catalyzed by a pentanuclear iron complex

五核铁配合物催化的水氧化反应

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaya Okamura;Reiko Kuga;Mio Kondo;Shinya Hayami;Masaki Yoshida;Ko Yoneda;Satoshi Kawata and Shigeyuki Masaoka
通讯作者：
Satoshi Kawata and Shigeyuki Masaoka