黒鉛をホストとする貴金属ナノ微粒子による新機能発現

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我々はパラジウム、ロジウム、白金、ルテニウムナノ微粒子をグラファイト及び粘土材料の層間に作製した。これらのナノ微粒子は擬二次元構造を有する。理論物理学者が示唆した通り、4d遷移金属は磁性モーメントを有する。全てのサンプルはX線回折、TEM観察、制限視野電子線回折により解析を行った。サンプル作製方法は下記の通りである。金属塩化物の層間化合物を高温で水素雰囲気中もしくは室温でリチウムダイフェニライドで還元することにより、ナノ微粒子を作製した。.制限視野電子線回折により、場合により通常のFCC回折パターンの他に、超周期構造が観察された。これは層間に存在する超格子HCP二次元アイランドの出現による。例えば、ロジウムナノ微粒子は水素還元の場合、FCC回折パターンのみを示すのに対し、室温で作製したサンプルは、超周期構造を示した。磁性測定はアメリカ合衆国ニューヨーク州立ビングハントン大学の鈴木教授との共同研究により行った。調査はパラジウム及びロジウムナノ微粒子について行った。バルクパラジウムは常磁性であるのに対し、今回作製したナノ微粒子は強磁性もしくは反強磁性を示した。これらのナノ微粒子はまたC-C結合反応に対しても良い触媒性能を示した。一方、FCC構造のロジウムナノ微粒子のみを含むサンプルは、バルクと同じ常磁性であったが、超周期構造を有するロジウムナノ微粒子は磁性を示した。これらのことから格子間隔の広がりが磁性の変化に影響を与えていることが示唆された。