リチウムイオン内包フラーレンを用いた酸化還元複合光触媒システムの構築

锂离子内嵌富勒烯氧化还原复合光催化体系的构建

• 批准号: 13J00627
• 负责人: 川島 雄樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00627/
• 关键词: 金属内包フラーレン; 超分子; 電荷分離; 人工光合成; 触媒; 太陽電池; 有機デバイス; 光電子移動; 再配列エネルギー; エレクトロニックカップリング; フラーレン; クロリン; イオン間相互作用; エレクトロカップリングターム; マーカス理論

リチウムイオン内包フラーレンを電子アクセプターとする超分子系の電荷分離システムの構築に関する研究が大きく進展した。その成果は原著論文として３報掲載された。これらの電荷分離システムは、酸化還元複合光触媒系において非常に重要な要素である。採用初年から構築した電荷分離システムは、光誘起電子移動のみによって電荷分離状態を生成していた。そこで今年度は、イオン添加によって制御される熱的な電荷分離と光照射による電荷分離を組み合わせ、超分子3量体内での二段階の電子移動反応が進行する電荷分離システムの構築を行った。その結果、熱的な電荷分離を起こすことが出来た。この電荷分離状態は非常に安定である。また得られた超分子に光照射を行うとポルフィリンが励起され、ポルフィリンから電子ドナーへの光誘起電子移動が進行した。さらに、リチウムイオン内包フラーレン: Li+@C60を電子アクセプターに、環状ポルフィリン２量体および環状分子（[4]cycloanthanthrenylene）を電子ドナーとする錯形成定数が大きな超分子を構築し、電荷分離システムとしての性能評価を行った。環状ポルフィリン２量体を用いた際の錯形成定数は10^6 M^-1と大きな値を得ることが出来た。また電荷分離寿命も0.56 msと非常に長寿命であった。電荷分離システムの構築の過程で得られた知見は、酸化還元複合光触媒系のみならず太陽電池や有機デバイスなどの作製においても有益なものである。太陽電池への応用は昨年度報告済みであるほか、本年度は得られた電荷分離システムを用いた有機デバイスの作製も試みた。

Great progress has been made in the study of charge separation systems for supramolecular systems The results of the original paper were published in three newspapers. The charge separation system is a very important factor in the acidification and reduction of composite photocatalyst system. In the early years, the charge separation system was constructed, and the charge separation state was generated by light-induced electron movement. The charge separation system is constructed by the second order electron movement reaction in supramolecular 3 molecules. As a result, thermal charge separation occurs. The charge separation state is very stable. Supramolecular light irradiation and photoinduced electron migration In this paper, we evaluate the properties of Li+@C60, a cyclic molecule, a cyclic molecule and a cyclic molecule ([4] cycloanthrenylene). The number of errors in the formation of the ring is 10^6 M^-1 and the number of errors in the formation of the ring is 10. Charge separation lifetime: 0.56 ms Very long lifetime The process of charge separation system construction has been found to be beneficial to the production of organic photocatalysts for solar cells. The use of solar cells has been discussed in last year's annual report, and there have been many applications of charge separation systems this year for the production of organic devices.

项目成果

リチウムイオン内包フラーレンとアニオン性フタロシアニンの超分子形成と長寿命電荷分離状態生成

锂离子内嵌富勒烯和阴离子酞菁的超分子形成以及长寿命电荷分离态的产生

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Yamamoto and K. Takeuchi;T. Morisawa;川島 雄樹・大久保 敬・間瀬 謙太朗・福住 俊一
• 通讯作者: 川島 雄樹・大久保 敬・間瀬 謙太朗・福住 俊一

内包フラーレンを用いた光電変換装置

使用内嵌富勒烯的光电转换装置

• 发表时间: 2015

Photoinduced Electron Transfer From Sc_3@C_<80> to Li^+@C_60

从 Sc_3@C_<80> 到 Li^ @C_60 的光致电子转移

• 发表时间: 2013
• 作者: 平山悟;古川壮一;荻原淳;安井雅人;森永康;川島 雄樹
• 通讯作者: 川島 雄樹

Photoinduced Electron Transfer from Anionic Phthalocyanines to Li+@C60 and Light-Energy Conversion

从阴离子酞菁到Li @C60的光致电子转移和光能转换

• 发表时间: 2015
• 作者: 岡澤敦司;若林孝俊;利根川由奈;大川 領;川島 雄樹・大久保 敬・Vicente MANUEL BLAS-FERRANDO,・酒井 隼人・羽曾部 卓・Angela SASTRE-SANTOS・福住 俊一;利根川由奈(共著);川島 雄樹・大久保 敬・Vicente MANUEL BLAS-FERRANDO,・酒井 隼人・羽曾部 卓・Angela SASTRE-SANTOS・福住 俊一
• 通讯作者: 川島 雄樹・大久保 敬・Vicente MANUEL BLAS-FERRANDO,・酒井 隼人・羽曾部 卓・Angela SASTRE-SANTOS・福住 俊一

Li+@C60/アニオン性ポルフィリノイド超分子の光誘起電子移動と光電変換特性

Li+@C60/阴离子卟啉超分子的光致电子转移及光电转换性能

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuki Yamamoto;Kenji Takeuchi;and Gunnar Köhlin;川島 雄樹・大久保 敬・福住 俊一
• 通讯作者: 川島 雄樹・大久保 敬・福住 俊一