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イオン液体への真空蒸着によるナノ粒子の合成と触媒への応用

离子液体真空蒸发合成纳米粒子及其在催化剂中的应用

基本信息

批准号：
19655075
负责人：
鳥本司
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、イオン液体の蒸気圧が無いという特徴を利用し、真空中で金属をスパッタ蒸着することによって、金属ナノ粒子を極めて簡便かつ迅速に作製できることを明らかにした。本年度は、この手法により得られたAuナノ粒子の電極触媒反応への応用を目指して、高配向焼結グラファイト(HOPG)への固定化を試みた。スパッタ蒸着法により平均粒径2.6nmのAuナノ粒子が分散したイオン液体(TMPA-TFSA)を作製し、これをHOPG上に滴下して減圧下100〜150℃で加熱処理した。その後、有機溶媒ですすぐことにより余分なイオン液体を除去した。得られた電極のAFM観察より、100℃以上で熱処理すると、Auナノ粒子がHOPG上に高密度で単層に集積されることがわかった。さらに、HOPG上のAuナノ粒子のサイズは、固定化処理温度によって変化し、処理温度を100℃から150℃に上昇させると、固定化されたAuナノ粒子サイズが5.4nmから10nmへと増大した。粒子固定化の詳細な理由は明確になっていないが、疎水性のTFSAアニオンがAuナノ粒子に強く吸着するとともに、HOPGとの間での疎水性相互作用により、集積化したと推測される。150℃で作製したAuナノ粒子固定電極を用いて、酸素が飽和したアルカリ水溶液中でサイクリックボルタモグラムを測定したところ、-0.37 V vs. Ag/AgClに酸素の2電子還元に由来する還元ピークが確認された。また、数サイクル測定した後もAuナノ粒子の形状や固定状態にほとんど変化は見られず、安定な電極触媒として作用することがわかった。

In the past year, the vapor pressure of the liquid has no characteristics. The vapor pressure of the metal in the vacuum is extremely simple and rapid. This year, the method of preparation of Au particles for electrode catalyst immobilization was studied. Au particles with an average particle size of 2.6 nm are dispersed in a liquid (TMPA-TFSA) by evaporation method, dropped on HOPG and heated at 100 ~ 150℃ under reduced pressure. After the organic solvent is removed, the residual liquid is removed. Obtained electrode AFM inspection, heat treatment above 100℃, Au particles on HOPG for high density single layer accumulation In addition, Au particles on HOPG were immobilized at a temperature ranging from 100℃ to 150 ℃, and Au particles immobilized at a temperature ranging from 5.4 nm to 10nm. The detailed reasons for particle immobilization are clear, and the interaction between TFSA and Au particles is strongly adsorbed and accumulated. 150℃ for the preparation of Au particles fixed electrode, acid saturation, water solution, acid 2 electron reduction, determination,-0.37 V vs. Ag/AgCl, acid 2 electron reduction, determination, determination. After the measurement of the number of Au particles, the shape of Au particles is fixed, and the electrode catalyst is stable.