熱活性化遅延蛍光有機分子と金属錯体の協奏的機能開発：CO2還元光触媒への新展開

热激活延迟荧光有机分子和金属配合物的协同功能开发：CO2还原光催化剂的新进展

• 批准号: 22K19081
• 负责人: 石谷 治
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19081/
• 关键词: 熱活性化遅延蛍光; レドックス光増感剤; 光触媒反応; CO2還元

電子ドナー部としてジフェニルアミン基またはカルバゾリル基、電子アクセプター部としてシアノベンゼンを有する５種類の熱活性化遅延蛍光 (TADF) 型有機分子 (4DPAIPN, 3DPAFIPN, 5CzBN, 4CzIPN, 3CzClIPN) を合成し、光物性・電気化学的性質を調査した。いずれの分子も可視光吸収および数マイクロ秒～数十マイクロ秒の長いTADFの励起寿命と、レドックス光増感剤に適した性質を示した。マンガン(I)触媒と組み合わせてCO2還元光触媒反応を行ったところ、4DPAIPN, 3DPAFIPN, 5CzBNの系で反応が進行し、COとHCOOHが生成した。一方、4CzIPNと3CzClIPNを用いた場合は、CO2還元反応はほとんど進行しなかった。この原因は、これらの増感剤の1電子還元種の還元力が不足しており、マンガン(I)触媒への電子移動が進行しなかったためであることが分かった。最も長波長までの可視光 (λabs > 520 nm) を吸収し、還元力の強い (E1/2red = -2.08 V vs. Fc+/Fc) 4DPAIPNを用いた系が、今回用いた中で最も優れた光触媒性能を示した。470 nmの可視光を照射した場合、ターンオーバー数TONCO+HCOOH > 650、量子収率ΦCO+HCOOH = 23%を示した。これは、有機分子光増感剤を用いた系のうちで最高値である。

我们合成了五种以二苯胺基或咔唑基为电子给体、氰基苯为电子受体的热激活延迟荧光（TADF）型有机分子（4DPAIPN、3DPAFIPN、5CzBN、4CzIPN、3CzClIPN），并研究了它们的光物理性质。研究了电化学性能。所有分子都表现出适合氧化还原光敏剂的特性，包括可见光吸收和长 TADF 激发寿命（从几微秒到几十微秒）。当与锰（I）催化剂组合进行CO2还原光催化反应时，反应在4DPAIPN、3DPAFIPN和5CzBN体系中进行，产生CO和HCOOH。另一方面，当使用4CzIPN和3CzClIPN时，CO 2 还原反应几乎不进行。发现其原因是这些敏化剂的单电子还原种的还原能力不足，并且电子向锰(I)催化剂的转移没有进行。使用4DPAIPN的系统吸收最长波长（λabs > 520 nm）的可见光，并具有很强的还原能力（E1/2red = -2.08 V vs. Fc+/Fc），是这次使用的系统中最好的。它表现出光催化性能。当用470 nm可见光照射时，显示转换数TONCO+HCOOH > 650，量子产率ΦCO+HCOOH = 23%。这是使用有机分子光敏剂的系统中的最高值。

项目成果

錯体光触媒の基礎と応用例

复合光催化剂的基础知识和应用实例

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 麗;Elena Bassan;Francesco Calogero;Simone Potenti;Andrea Gualandi;Pier Cozzi;Paola Ceroni;玉置 悠祐;石谷 治;石谷治;石谷治
• 通讯作者: 石谷治

人工光合成の創成

人工光合作用的创造

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 麗;Elena Bassan;Francesco Calogero;Simone Potenti;Andrea Gualandi;Pier Cozzi;Paola Ceroni;玉置 悠祐;石谷 治;石谷治;石谷治;石谷治
• 通讯作者: 石谷治

人工光合成 -太陽光エネルギーを用いて二酸化炭素資源化を目指す-

人工光合作用 - 旨在利用太阳能回收二氧化碳资源 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 麗;Elena Bassan;Francesco Calogero;Simone Potenti;Andrea Gualandi;Pier Cozzi;Paola Ceroni;玉置 悠祐;石谷 治;石谷治
• 通讯作者: 石谷治

人工光合成によるCO2の資源化

通过人工光合作用将二氧化碳回收为资源

• 发表时间: 2023
• 作者: 石谷治

TADF有機分子を光増感剤 Mn(I)錯体を触媒として用いたCO2還元光触媒反応

以TADF有机分子为光敏剂、Mn(I)配合物为催化剂的CO2还原光催化反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 井上 麗;Elena Bassan;Francesco Calogero;Simone Potenti;Andrea Gualandi;Pier Cozzi;Paola Ceroni;玉置 悠祐;石谷 治
• 通讯作者: 石谷 治