貴金属合金ナノ粒子修飾ニッケル電極の作製とその電気化学分析への応用

贵金属合金纳米颗粒修饰镍电极的制备及其在电化学分析中的应用

• 批准号: 21K05111
• 负责人: 小山 宗孝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05111/
• 关键词: 貴金属ナノ粒子; 貴金属合金ナノ粒子; 修飾電極; ボルタンメトリー; 電気化学分析; 貴金属合金

昨年度は、２種類の貴金属イオンが共存する水溶液中にニッケル線を浸漬する方法や、貴金属を段階的にニッケル線に修飾する方法に関して検討したが、本年度は、それらをさらに進展させて以下の検討を行った。まず、２種類の貴金属イオン水溶液に関する検討で、すでに興味深い電気化学応答が得られた金・白金合金系から進展させて、塩化白金酸イオンと硝酸銀を含む水溶液中にニッケル線を浸漬して表面修飾を試みた。塩化白金酸イオンと硝酸銀が共存した水溶液中では、それらの濃度比によって異なる量の塩化銀が生成して、白濁した懸濁水溶液となったり、白色沈殿が生成したりするのであるが、適切な濃度条件で白色懸濁液を調製してニッケル線を浸漬すると、ニッケル表面に白金ナノ粒子を高密度で修飾できることが明らかになった。この場合、析出物はおもに白金であるが、アルコールの電極触媒酸化応答からは、銀も少量含まれる合金が形成されていることがわかった。塩化白金酸イオンのみを含む水溶液中にニッケル線を浸漬した場合、白金ナノ粒子はほとんど表面修飾できない。そのため、塩化銀を水溶液中で生成してニッケル線を浸漬する方法は、白金を析出させるために有効であると考えられる。また、この要因としては、塩化銀の酸化還元電位が銀イオンに比べて負になるためメディエータとして働くためと推察できる。そこで、水溶液中に共存させることを昨年検討した銅イオンと電位的に同じ関係を持つプロトンについても、水溶液中に共存させる方法、つまり、反応水溶液中に酸を添加する方法についても検討した結果、この場合も白金析出が促進されることが明らかになった。この方法は合金修飾ではないものの、白金の簡便な修飾法として電極触媒および反応触媒の調製法として有効であり、さらに検討を進めている。

Last year, two kinds of noble metals were immersed in aqueous solution, and the method of noble metal phase modification was discussed. 2 kinds of precious metals in aqueous solutions, such as gold, platinum alloy system, platinum acid, silver nitrate in aqueous solutions, such as immersion, surface modification, etc. The concentration ratio of platinic acid and silver nitrate in aqueous solution is different, and the amount of platinic acid in aqueous solution is different. The white suspension in aqueous suspension is formed under appropriate concentration conditions. The white suspension is prepared by immersion and high density modification. In this case, the precipitate is platinum, silver and a small amount of alloy. In case of immersion of platinum in aqueous solution containing platinum, platinum particles shall be surface modified. The method for preparing platinum from silver in aqueous solution is as follows: The main reason for this is that the acid reduction potential of silver is higher than that of silver. In this case, the relationship between copper and potential in aqueous solution is discussed. In aqueous solution, the method of blue shift is discussed. In aqueous solution, the method of acid addition is discussed. In this case, platinum precipitation is promoted. The method includes alloy modification, platinum modification, electrode catalyst modification and reaction catalyst modification.

项目成果

Noble Metal Nanoelectrocatalysts Prepared by Galvanic Replacement Reactions

电偶置换反应制备贵金属纳米电催化剂

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaneyoshi Shuma;Eguchi Nao;Fujimoto Kazuhisa;Fujii Satoshi;Sato Shinobu;Takenaka Shigeori;Munetaka Oyama
• 通讯作者: Munetaka Oyama

マレーシア国民大学(マレーシア)

马来西亚国立大学（马来西亚）

湖北大学(中国)

湖北大学（中国）