【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NI0803
利用課題名 / Title
二酸化炭素活性化を目指した金属ポルフィリン修飾型電極触媒系の構築
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
エレクトロデバイス/ Electronic device,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,X線回折/ X-ray diffraction,分離・精製技術/ Separation/purification technology,資源循環技術/ Resource circulation technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
林 莉奈
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
猪股智彦,小澤智宏,増田秀樹
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
小澤智宏
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年二酸化炭素が地球温暖化の主要因として問題視されてきている。これまでに二酸化炭素の貯蔵技術や分解技術に関して多くの研究がなされてきているが、特に二酸化炭素の光化学的・電気化学的還元的有用化合物への変換について注目されている。還元反応に際しては触媒が重要であり、本研究では分子性触媒を作成し特殊な電極反応場に導入することで、低電力で作動する触媒電極に作成を目的としている。今回は、分子性触媒の構造情報を得るための手段として単結晶X線構造解析装置の利用を試みた。
実験 / Experimental
分子性触媒は二酸化炭素還元能が知られているポルフィリン鉄(II)錯体であり、その合成・精製は既知の方法で実施した。再結晶して得られたサンプルをアセトニトリルに溶解しジエチルエーテルを蒸気拡散すると、単結晶が得られた。この単結晶の中で0.１mm角程度の大きさのものを選び、ガラスキャピライ上にアピアゾングリスで固定して、−100ºCの条件下で測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
二酸化炭素の還元反応を触媒する鉄(II)ポルフィリン錯体の基本骨格はテトラフェニルポルフィリン(TPP)であり、今回はTPPと塩化鉄(II)を反応させて合成した。紫外可視吸収スペクトルを測定したところ、416nmにSore band、510, 576nmにQ bandに帰属できるポルフィリンに特徴的なスペクトルであった。元素分析を測定したところ、0.75当量の水分子と１当量の塩化物イオンが付加した組成で一致した。このFe(TPP)錯体は配位子が−２価であり、１つの塩化物イオンを有していることから、電荷のバランスから鉄イオンの酸化数+3であると考えられる。この錯体をアセトニトリルに溶解し、ジエチルエータルの蒸気拡散を行ったところ、単結晶X線構造解析に適した大きさの単結晶が得られたので、今回支援いただいた装置を用いて測定した。現在のところFeイオンが複数存在するような構造が見えてきているが、計算値と実測値の乖離が大きくしっかりとした構造を得るに至っていない。今後は結晶系を変えて解析のし直しを試み、うまくいかない場合には条件を変えて結晶化を試みる予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件