垂直貫通ナノチャンネル積層膜を反応場とする光触媒反応系の構築

以垂直穿透纳米通道堆叠薄膜为反应场的光催化反应体系的构建

基本信息

批准号：
22K05215
负责人：
浅岡定幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05215/
关键词：
光触媒反応

项目摘要

(1) 連結点の分子設計：親・疎水鎖の連結点の側方に短鎖アルキル基を介してアジド基を導入した両親媒性液晶ブロック共重合体（lBC）の合成に成功した。得られたlBCは薄膜中で、対応するアジド基を持たないlBCと同等の、垂直配向シリンダー型のミクロ相分離構造を与えたことから、側方アジド基の導入によるナノ構造への影響はほとんどないことを確認した。現在、末端アルキンを有するReビピリジン錯体および亜鉛ポルフィリンユニットを設計・合成し、Click反応による導入を検討中である。(2) 疎水性マトリクス部の利用：ビフェニルは架橋性を持たないため、自立膜を作製することができない。そこで架橋部として少量のスチルベンまたはカルコンをモノマーユニットとして共重合させることにより、自立膜の作製を検討した。現在、自立膜としての強度を確保するため、共重合体比の最適化に取り組んでいる。また、液晶部を集光部として利用することを目的として、ビフェニルの他に共役系を拡張した芳香族メソゲンについても検討し、波長領域の拡張を目指した。本年度はまず、フェニル基間をジアセチレンユニットで連結した構造について検討を進め、シリンダー型のミクロ相分離構造の形成を確認した。(3) 親水性シリンダー部の利用：多孔質膜上に成膜したlBC膜に対して、Ptナノ粒子溶液を通じることによって、Ptナノ粒子との複合化を試みた。シリンダーよりも大きな径をもつPtナノ粒子はlBC膜表面に堆積するものの、ファウリングを起こさず、水の透過流束は維持されることを確認した。この複合膜についてはシリンダー出口付近を反応場とする系として利用することを想定している。

（1）链接点的分子设计：我们成功合成了两亲液液晶块共聚物（LBC），其中将叠氮化物组引入了父母通过短链烷基的亲密链和疏水链的连锁点的侧面。给出的LBC被垂直定向的圆柱体型显微相机分离结构等于LBC，该结构与LBC相当，该结构在薄膜中没有相应的叠氮化基团，并且证实由于引入了甲Zide基团，对纳米结构的影响很小。目前，我们已经设计并合成了带有末端炔烃的重吡啶复合物和锌卟啉单元，目前正在通过点击反应进行调查。（2）疏水基质部分的利用：双苯基没有交联的特性，因此不可能制造自支撑膜。因此，通过将少量的Stilbene或Chalcone作为交联部分作为单体单元进行共聚，研究了自由支持的膜。目前，我们正在努力优化共聚物比率，以确保自支持膜的强度。此外，为了将液晶部分用作光收集器，我们还研究了芳族材料，除了二苯基外，还使用了扩展的共轭系统，旨在扩大波长区域。今年，我们首先研究了苯基通过二乙烯单元连接的结构，并确认了圆柱型微相分离结构的形成。（3）利用亲水缸截面：在多孔膜上形成的LBC膜试图通过通过PT纳米颗粒溶液与PT纳米颗粒结合。尽管直径大于圆柱体的Pt纳米颗粒沉积在LBC膜的表面上，但它们不会引起污垢，并且水的渗透通量被保持。该复合膜旨在用作靠近气缸插座的反应场的系统。