電気化学的手法による遷移金属触媒のオンデマンド電子状態制御

使用电化学方法按需控制过渡金属催化剂的电子状态

基本信息

批准号：
22K19022
负责人：
岩井智弘
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、電気化学的手法を用いて、金属錯体の電子状態をオンデマンドに制御可能な電極固定化触媒の創製を目的としてている。本年度は主に、遷移金属錯体・リンカー・担体（電極）の3成分から構成される電極触媒の合成に取り組んだ。金属錯体と電極を繋ぐリンカーは、優れた電子伝導特性をもつπ共役分子の利用が望ましいが、π－π相互作用による凝集に起因した電子伝達系の擾乱が懸念される。そこで、所属研究グループが最近報告した、環状分子であるメチル化シクロデキストリンでジフェニルアセチレン骨格を包接した被覆共役分子をリンカーに採用した。ホスホン酸基を分子接合アンカーとする被覆共役分子を透明導電膜（酸化インジウムスズ・ITO膜）ガラス基板上に導入し、続く分子頭部アジド基へのクリック反応によって、化学的に安定な共有結合（トリアゾール環）を介して様々な機能性分子・金属錯体の導入が可能である。この方法を用いて、可視光レドックス触媒として知られるルテニウムポリピリジル錯体や、電気化学的酸素還元触媒として知られるコバルトクロリン錯体を連結した被覆型π共役金属錯体修飾ITO基板を調製した。この修飾基板のサイクリックボルタンメトリー測定では、それぞれの金属錯体中心の酸化数変化に帰属される可逆な酸化還元波が観測された。原子間力顕微鏡観察からは、顕著な凝集体は見られなかった。このコバルトクロリン錯体修飾ITO基板は、酸素還元反応用電極触媒として利用可能なことを確認した。

这项研究旨在创建一个固定的电极催化剂，该催化剂可以使用电化学技术来控制金属复合物的电子状态。今年，我们主要致力于由三个组件组成的电催化剂的合成：过渡金属复合物，接头和载体（电极）。尽管希望使用具有出色的电子电导率特性的π共轭分子作为将金属络合物与电极连接的接头，但由于π-π相互作用引起的聚集而导致电子传输系统的干扰。因此，该研究组最近报道了将二苯基乙二醇骨架与环状分子甲基化环糊精蛋白封装的涂层的共轭分子，该分子被关联研究组报道。与磷酸基团的涂层共轭分子作为分子键锚定在透明导电膜（impin锡氧化物/ITO膜）玻璃底物上，并在分子头上向叠氮化物组的单击反应允许各种功能分子和金属络合物通过化学稳定的二氧化碳键（TREASE）（TRECEVALENCE）引入均匀稳定的二氧化合物（TRE）。使用这种方法，制备了涂层的π共轭金属复合物修饰的ITO底物，其中称为可见光氧化还原催化剂和称为电化学氧还原催化剂的葡萄糖吡啶基复合物和称为可见光的光氧化还原催化剂。在此修饰的底物的循环伏安测量中，观察到归因于各自金属复合物中心的氧化数变化的可逆氧化还原波。从原子力显微镜中未发现明显的聚集体。已经证实，这种钴氯蛋白复合物修饰的ITO底物可以用作氧还原反应的电催化剂。

项目成果

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专利数量（0）

Development of Organic-Inorganic Hybrid Catalyst with Linked Rotaxane Structure via Click Strategy

通过点击策略开发具有连接轮烷结构的有机-无机杂化催化剂

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Qichun Jiang;Yuka Imanishi;Hiromichi V. Miyagishi;Hiroshi Masai;Tomohiro Iwai・Jun Terao
通讯作者：
Tomohiro Iwai・Jun Terao

Synthesis and Photocatalytic Property of Organic-Inorganic Hybrid Ruthenium(II) Complexes with a Linked Rotaxane Structure

轮烷结构有机-无机杂化钌(II)配合物的合成及光催化性能

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Qichun Jiang;Yuka Imanishi;Hiromichi Miyagishi;Nobutaka Yoshimura;Atsushi Kobayashi;Hiroshi Masai;Shin-ya Takizawa;Tomohiro Iwai;Jun Terao
通讯作者：
Jun Terao