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メソポーラスアルミノシリケートを用いたITO上での電極界面反応場の創製

利用介孔铝硅酸盐在ITO上创建电极界面反应场

基本信息

批准号：
22K14699
负责人：
岡村将也
金额：
$ 3万
依托单位：
Kanagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14699/
关键词：
人工光合成電気化学触媒メソポーラスシリカ

项目摘要

本研究では、透明電極であるITOガラス基板の表面に垂直メソチャネル構造を持つアルミニウム含有シリカ薄膜を合成し、機能性金属錯体を固定化する。まず、エタノール/アンモニア水溶液中に界面活性剤としてCTAB、シリカ前駆体としてTEOS、添加剤としてデカンを加え、60℃で72h加熱してITO電極上にシリカ薄膜を形成させた。得られた電極の表面を走査型電子顕微鏡（SEM）で観察し、垂直方向に形成されたメソチャネル構造を確認した。また、電極上のシリカ薄膜のみを剥離させ透過型電子顕微鏡（TEM）で観察したところ、同様に細孔構造が認められた。次に、同様のシリカ薄膜合成条件にて、ケイ素に対して一定のモル比でアルミニウムを添加した。アルミニウム源にはアルミン酸ナトリウム、アルミニウムイソプロポキシド、硝酸アルミニウムをそれぞれ検討した。SEM観察の結果、いずれのアルミニウム源を用いた場合でも細孔構造を有することが明らかとなったが、硝酸アルミニウムが最も均一な構造を形成していた。そこで、硝酸アルミニウムを用いて調製したアルミニウム含有シリカ薄膜に、Ru酸素発生触媒:[Ru(trpy)(bpy)(OH2)]2+ (trpy = 2,2':6',2''-terpyridine, bpy = 2, 2'-bipyridine)を固定した。得られた錯体固定化電極のサイクリックボルタンメトリー測定を行ったところ、Ru(II/III)に帰属される酸化波が観測され、ITO電極上のシリカ薄膜にRu錯体が固定化されたことがわかった。Ru錯体の固定量は、定電位電解により～5 nmol/cm2と推定された。さらに、この固定化電極を用いて水の酸化反応に対する触媒活性を評価した。その結果、0.95 V (vs Ag/AgCl)付近から不可逆な電流値の増加が観測され、これは酸素発生反応に伴う触媒電流だと考えられる。

In this study, the surface of the ITO substrate is vertically coupled with thin film synthesis and functional metal immobilization. In the aqueous solution, the interfacial activity of carbon dioxide (CTAB), the precursors of carbon dioxide (TEOS), the addition of carbon dioxide (TEOS), the temperature of 60 ℃ and 72 h were added, and the thin films were deposited on the ITO electrode to form a thin film. It is necessary to monitor the surface walking mode computer micrometer (SEM) of the cathode, and make sure that the device is formed vertically. On the other hand, on the cathode, the thin film is separated, and the transmission type computer micrometer (TEM) is used to monitor the temperature field, and to make the device with the same device hole. In the same way, the conditions for the synthesis of thin films are different, and the conditions of film synthesis are different. The source, the acid, the acid, the acid. According to the results of the SEM test, the results showed that the source was used to close the hole. The results showed that the results of the results of the SEM test showed that the results showed that the results of the results showed that the results of the results were analyzed by the results of the results, the results showed that the results of the results were analyzed by the results of the results. The catalyst [Ru (trpy) (bpy) (OH2)] 2 + (trpy = 2pm 2m 2m 2m 2'- bipyridine). The immobilization of the wrong body makes it possible for the immobilization of the wrong body to determine the performance of the system, the Ru (II/III) is sensitive to the acidizing wave, and the ITO cathode is used to immobilize the thin film. Ru immobilized the wrong body. Ru error body fixed quantity, fixed potential to solve the error of 5 nmol/cm2 presumptive error. The immobilized electrodes were used to acidify and reverse the catalytic activity of the catalyst. The test results show that 0.95V (vs Ag/AgCl) is close to the irreversible current current plus the heating temperature, and the acid acid is responsible for the reaction with the catalyst current test.