Development of new visible light responsive organic semiconductor photocatalyst and its evaluation of antibacterial and antiviral activity

新型可见光响应有机半导体光催化剂的研制及其抗菌抗病毒活性评价

基本信息

批准号：
22K04827
负责人：
市橋祐一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

可視光応答型有機半導体を光触媒として新規に合成し、それら光触媒による可視光照射下での水と酸素による過酸化水素生成反応活性について評価し、さらにその抗菌・抗ウィルス性能についても検討を行うことを目的とする。有機半導体であるピセンおよび、より安価なアントラセンやピレンに置換基を導入した誘導体を開発し、これらを光触媒とする可視光照射下での水と酸素による過酸化水素生成反応について検討した。DFT計算の結果から、可視光を吸収し、水の酸化反応を起こしうる触媒を探索し、5,8-ジシアノ-ピセンと13-カルボキシル-ピセン、2,7-ジシアノピレン、9-シアノアントラセン、9-ニトロアントラセン、9，10-ジシアノアントラセンの６種類を候補とし、合成を試みた。これら合成されたこれら触媒を用い、実際に可視光照射下での水の酸化による過酸化水素生成量について検討を行った。また、種々のキャラクタリゼーションの結果から、より効率的に可視光照射下で水を酸化し、過酸化水素を生成する触媒の探索を行った。さらに、高い過酸か推せ生成活性を有する有機半導体光触媒を用い、可視光照射下での大腸菌の死滅効果について検討を行い、その活性発現についても種々のキャラクタリゼーションから、反応中に形成する活性酸素種が大腸菌を死滅させることが明らかとなった。

以新合成可见光响应型有机半导体作为光催化剂，评价这些光催化剂在可见光照射下与水和氧气生成过氧化氢的反应活性，并进一步检验其抗菌和抗病毒性能的目的。我们开发了有机半导体芫烯和更便宜的带有取代基的蒽和芘的衍生物，并使用它们作为光催化剂研究了可见光照射下水和氧气之间的过氧化氢生产反应。根据DFT计算的结果，我们寻找可以吸收可见光并引起水氧化反应的催化剂，我们尝试合成六种候选催化剂：β-硝基蒽和9,10-二氰基蒽。使用这些合成的催化剂，我们实际上研究了在可见光照射下水氧化产生的过氧化氢的量。此外，根据各种表征的结果，我们寻找一种在可见光照射下更有效地氧化水并产生过氧化氢的催化剂。此外，我们使用具有高过酸生成活性的有机半导体光催化剂研究了可见光照射下的大肠杆菌杀灭效果，发现种子可以杀灭大肠杆菌。

项目成果

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Decomposition of water over picene derivatives photocatalyst under visible light irradiation

可见光照射下二烯衍生物光催化剂分解水

DOI：
10.1016/j.cattod.2022.06.008
发表时间：
2023
期刊：
Catalysis Today
影响因子：
5.3
作者：
Yuichi Ichihashi;Tomoya Sekiguchi;Yuya Tokui;Rintaro Hori;Shota Naito;Yasuko Koshiba;Youhei Sutani;Kenji Ishida;Keita Taniya;Satoru Nishiyama
通讯作者：
Satoru Nishiyama