超分子系での高次フラーレンフィルムの多価アニオン形成と新機能開発

超分子体系中高阶富勒烯薄膜的多价阴离子形成及新功能开发

基本信息

批准号：
13875185
负责人：
中嶋直敏
金额：
--
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、まず、C60多価アニオン生成の分子メカニズムを明確にし、これを基に、これまでまったく報告されていないフィルム系での高次フラーレンの多価アニオン形成に関する研究を行った。C60/脂質膜修飾電極を作成し、様々な電解質カチオン及びアニオンの存在下での電子移動反応を電気化学的手法、分光電気化学的手法、ならびに電気化学水晶振動子マイクロバランスを併用して解析することによりC60多価アニオン生成の分子メカニズムについて明らかにした。同様の手法を用いてC70脂質膜修飾電極についても解析し、C60,C70の電子移動特性の違いを明らかにした。フラーレンの多価アニオン形成は脂質カチオンの影響を受けること、酸化還元にカップリングして、20-60当量の水の出入りがあること、C70多価アニオンがミクロクリスタルに成長することなどが明らかとなった。高次フラーレンC84(あるいはC76)脂質膜修飾電極を作成し、電子移動特性を調べた。C84あるいはC76単独修飾電極では明確な電子移動は観測されない。これに対して、脂質膜修飾電極系ではC84,C76とも安定な多価アニオン生成が認められた。また、電子移動反応は脂質膜の荷電の影響を受け、カチオン膜では、還元電位の大きな正方向へのシフトが観測された。このことは、フラーレンアニオンと脂質カチオンとの強い静電的結合が存在すること、またこの強い相互作用が、安定なフラーレンアニオンの形成に関与していることが明らかとなった。

本研究首先阐明了C60多价阴离子形成的分子机制，并在此基础上开展了薄膜体系中高级富勒烯多价阴离子形成的研究，该研究目前尚未见报道。创建C60/脂质膜修饰电极，并利用电化学方法、光谱电化学方法和电化学石英晶体微天平分析各种电解质阳离子和阴离子存在下的电子转移反应，阐明了C60多价阴离子产生的分子机制。使用类似的方法，我们还分析了C70脂质膜修饰电极，并阐明了C60和C70之间电子传递特性的差异。显然，富勒烯多价阴离子的形成受到脂质阳离子的影响，其与氧化还原偶联，并且20-60当量的水进出，并且C70多价阴离子生长成微晶体。我们创建了高阶富勒烯 C84（或 C76）脂质膜修饰电极并研究了其电子转移特性。在 C84 或 C76 单一修饰电极中没有观察到明显的电子转移。另一方面，在脂质膜修饰的电极系统中，C84和C76均观察到稳定的多价阴离子产生。此外，电子转移反应受到脂质膜电荷的影响，在阳离子膜中观察到还原电位有较大的正移。这表明富勒烯阴离子和脂质阳离子之间存在强静电键，并且这种强相互作用参与了稳定富勒烯阴离子的形成。