酸化グラフェン層間を利用した合金ナノシートの調製とそれらの触媒反応への応用

氧化石墨烯中间层合金纳米片的制备及其在催化反应中的应用

• 批准号: 20H02526
• 负责人: 竹中 壮
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02526/
• 关键词: ナノシート; 合金; 貴金属; 貴金属ナノシート; 触媒

貴金属は様々な反応の触媒活性成分として利用されているが，高価であるため貴金属の使用量低減が求められている．貴金属触媒の使用量低減には，触媒設計の指針となる貴金属の触媒作用の理解が重要である．そこで組成および幾何学的・電子的構造が制御された貴金属および貴金属系合金粒子の触媒作用が検討されている．本研究では，積層型酸化グラフェンが有する２次元ナノスケール層間を利用したナノシート調製法により，貴金属および貴金属系合金から構成される単結晶ナノシートを調製するとともに，ここで得られた貴金属系ナノシートを触媒反応に利用し，貴金属および貴金属系合金の触媒作用を明らかにする．我々は昨年度までの研究によりPt，Rhナノシートの調製に成功した．一方でPdナノシートを本調製法で調製することには失敗した．そこで本年度はPdのナノシート化を試みた．酸化グラフェン層間に閉じ込めるPd種の種類，Pdの濃度，還元温度，還元剤の種類等を検討した結果，還元温度の変化によりPdナノシートの生成を確認した．積層型酸化グラフェン層間に塩化Pd水溶液を閉じ込め，120～180℃の還元温度で処理し，得られた試料を透過型電子顕微鏡により確認したところ，140℃での加熱によりPdナノシートの生成を確認した．一方，それ以上の高温では球状のPd粒子が生成した．高温で試料を処理した場合，Pd種がすべて還元され，その後に進行する結晶成長が進行しないのに対し，140℃程度で還元するとPd核が生成した後も十分にPdカチオンが残っており，Pd核を中心にPdナノシートが成長したと考えられる．

Precious metals は others 々 な anti 応 の catalytic active ingredient と し て using さ れ て い る が, high 価 で あ る た め precious metals の low usage reduced が o め ら れ て い る. The usage of precious metal catalysts <s:1> should be reduced to に に, the design of catalysts <s:1> indicates となる, and the understanding of the role of precious metal catalysts <e:1> is が important である. Of そ こ で お よ び geometry, electronic structure が suppression さ れ た precious metals お よ び precious metal alloy particle の catalyst role が beg さ 検 れ て い る. This study で は, horizon acidification グ ラ フ ェ ン が have す る 2 dimensional ナ ノ ス ケ ー ル interlayer を using し た ナ ノ シ ー ト regulation law に よ り, precious metals お よ び department of precious metal alloy か ら constitute さ れ る 単 crystallization ナ ノ シ ー ト を modulation す る と と も に, こ こ で must ら れ た precious metals department ナ ノ シ ー ト を catalyst against 応 に using し, Precious metals および precious metal-based alloys <s:1> catalyst action を Ming ら にする にする. I 々 によ last year まで 々 my research on によ まで Pt, Rhナノシ ト ト に modulation に was successful た た. One party でPdナノシ ナノシ トを トを this modulation method で modulation する とに とに fails た. Youdaoplaceholder0 で で this year, で Pd ナノシ ナノシ ト ト を を test みた. Acidification グ ラ フ ェ ン interlayer に closed じ 込 め る Pd の species, Pd の concentration, temperature and yuan, also category of yuan tonic の を beg し 検 た results, also の yuan temperature variations change に よ り Pd ナ ノ シ ー ト の generated を confirm し た. Horizon type acidification グ ラ フ ェ ン interlayer に salt aqueous solution the Pd を じ closed 込 め, 120 ~ 180 ℃ の is yuan temperature で 処 し, too ら れ た sample を type through electronic 顕 micromirror に よ り confirm し た と こ ろ, 140 ℃ で の heating に よ り Pd ナ ノ シ ー ト の generated を confirm し た. On one side, それ above <s:1> high temperature で で spherical <s:1> Pd particles が generate た た. High temperature で sample を 処 Richard し た occasions, Pd of が す べ て also yuan さ れ, そ の に after す る crystal growth to し が な い の に し seaborne, RMB 140 ℃ degree で す る と Pd nuclear が generated し た も very に after Pd カ チ オ ン が residual っ て お り, Pd nuclear を center に Pd ナ ノ シ ー ト が growth し た と exam え ら れ る.

项目成果

Design of interfaces and phase interfaces on cathode catalysts for polymer electrolyte fuel cells

聚合物电解质燃料电池阴极催化剂的界面和相界面设计

• DOI: 10.1246/cl.200649
• 发表时间: 2021
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yuyuan Huang;Kuniaki Konishi;Momoko Deura;Yusuke Shimoyama;Junji Yumoto;Makoto Kuwata-Gonokami;Yukihiro Shimogaki;Takeshi Momose;G. Inoue and S. Takenaka
• 通讯作者: G. Inoue and S. Takenaka

ニオブおよびタンタル酸化物ナノシート担持白金ナノ粒子の触媒作用検討

铌和钽氧化物纳米片负载铂纳米颗粒的催化活性研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Ham Hyungwon;Simanullang Wiyanti F.;Kanda Yasuharu;Wen Yu;Hashimoto Ayako;Abe Hideki;Shimizu Ken‐ichi;Furukawa Shinya;髙柴涼，鈴木智博，竹中壮
• 通讯作者: 髙柴涼，鈴木智博，竹中壮

ニオブおよびタンタル酸化物ナノシートを担体に利用したPtナノ粒子触媒の開発

以铌、钽氧化物纳米片为载体开发Pt纳米颗粒催化剂

• 发表时间: 2021
• 作者: Mai Takagi;Masumi Yamada;Rie Utoh;and Minoru Seki;髙柴涼，鈴木智博，竹中壮
• 通讯作者: 髙柴涼，鈴木智博，竹中壮