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多元金属クラスター精密合成法の開発と触媒機能の創出

多金属团簇精密合成方法开发及催化功能创造

基本信息

批准号：
19K15377
负责人：
北澤啓和
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

粒径2 nm以下の原子数が数個から数十個で構成される金属クラスターの触媒機能は、粒径や組成等に強く依存するため、これらを精密に制御することは、触媒機能を改善する上で重要な課題である。金属クラスターの新たな触媒機能を解明するためには、単一の元素種だけではなく、二種類以上の元素種からなる多元金属クラスターの新たな合成法の開発が必須となる。従来の液相法等の一般的なナノ粒子の合成法では、任意の粒径や金属元素種・組成の多元金属クラスターの合成は困難である。本研究では、錯形成部位を有する有機配位子及び高分子を用いることで多元金属クラスターの新たな合成法の確立と触媒機能の創出を目指している。前年度までに、ポリアミドアミンデンドリマー（PAMAM）を用いて、メソポーラスカーボン等の各種担体を用いることで粒径2 nm以下に制御した担持Auクラスターの合成に成功、合成したAuクラスターに錯形成部位を有する有機配位子を導入する手法を確立し、XAFSを用いることで有機配位子がAuクラスターに配位していることを明らかにした。Auクラスターに配位する錯形成部位を有する有機配位子と様々な金属塩との錯形成挙動について、UV-visタイトレーションにより評価を行い、有機配位子の錯形成部位と錯形成する金属塩を明らかにした。また、有機配位子と錯形成させた金属塩と担持Auクラスターとの二元金属クラスターの合成法の検討を行い、粒径2 nm以下の二元金属クラスターの生成を確認した。本年度は、より詳細に多元金属クラスターの合成条件の最適化を行い、金属元素種の組成比の調製法を検討し、HAADF-STEM、EDS元素マッピング及びICPを用い粒径と組成比を、XPSを用い電子状態の測定を行った。今後は、より詳細に多元金属クラスターの合成条件の最適化を行い、合成した担持二元金属クラスターの触媒機能の評価へ展開する予定である。

Particle size under 2 nm の atomicity が several から dozens で constitute される metal クラスターのは catalytic functions, such as grain size of やに strong く dependent するため, これらを precision に suppression することは, catalytic functional を improve するで on important issue なである. New metal クラスターのたな catalytic function を interpret するためには, 単 a の element だけではなく, two kinds of の element からなる multiple metal クラスターの new たな synthesis の open 発が must となる. 従 to の liquid phase method, and other general のなナノ particle の synthesis では, any の size や metal elements of composition の multiple metal クラスターの synthetic は difficult である. This study では, fault formed parts をする organic ligand and び polymer をいることで multiple metal クラスターの new たな synthesis の establish と catalytic function の hit を refers している. Before the annual までに, ポリアミドアミンデンドリマー (PAMAM) をいて, メソポーラスカーボン etc. の supporter を with いることで size 2 Nm below に suppression した bear a Au クラスターの synthetic に success, synthetic した Au クラスターに fault formation sites すをる organic ligand を import するを established し, XAFS を with いることで organic ligand が Au クラスターに ligand していることを Ming らかにした. Au クラスターに ligand する fault formation sites すをる organic ligand と others 々な metal salt との wrong 挙 dynamic について, UV - vis タイトレーションにより review 価をい, organic ligand のと forming parts wrong form する metal salt を Ming らかにした. また, organic ligand と fault formed させた metal salt と bear the Au クラスターとの binary metallic クラスターの synthesis の beg を検い, particle size under 2 nm の binary metallic クラスターの generated を confirm した. This year は, より detailed に multiple metal クラスターの line optimal synthetic conditions のをいの composition than の modulation method, metal elements を beg し検, HAADF - STEM, EDS element マッピング and び ICP をいと particle size composition than を, XPS をい electronic state の is used to test line をった. Future は, より detailed に multiple metal クラスターの line optimal synthetic conditions のをい, synthetic した bear a binary metallic クラスターの catalytic function の review 価へ expand する designated である.