金属超微粒子の表面修飾と各種無機材料への強固な担持

超细金属颗粒的表面改性以及对各种无机材料的强力支撑

• 批准号: 04650725
• 负责人: 高須 芳雄
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650725/
• 关键词: 超微粒子; 鉄; パラジウム; シランカップリング; チオニル化; グラシーカーボン; 担持法; ボルタンメトリー

本研究では、金属超微粒子を各種無機材料の表面に強固に担持する新しい方法を確立することを目的として研究した結果、下記の成果を得た。まず、ガス中蒸発法にて作成した粒子直径が約20nmの鉄およびパラジウム超微粒子の表面に存在する水酸基を介して両金属超微粒子表面をシランカップリング剤で修飾した。修飾の様子は透過型電子顕微鏡およびFT-IRにより確認した。当初はパラジウム超微粒子表面の水酸基量が少ないことを予想して、表面に少量のニッケルを無電解めっきしてからシランカップリング剤で修飾したが、その必要は認められなかった。一方、担体として1×1×0.2cmのグラシーカーボン板の表面を0.06μmのアルミナ懸濁液を用いてバフ研摩した後に、表面をチオニル化処理した。これら、互いに表面処理をほどこした担体と金属超微粒子を反応させ、グラシーカーボン上に金属超微粒子を化学結合させた。その担持状態を走査電子顕微鏡にて観察したところ、全体的には均一に担持されていることが明かになったが、数個〜数十個の金属超微粒子同士が絡み合った、二次粒子となって担持されている場合が多いことが観察された。これは、出発物質である金属超微粒子自体が幾分二次粒子化しているだけでなく、シランカップリング処理の過程で二次粒子化が起こるものと考えられる。いずれにせよ、金属超微粒子を化学結合により強固に担持する新しい方法を開発することに成功した。次に、この手法によりグラシーカーボン上にパラジウム超微粒子を担持したものが電極として機能し得る事が明かとなった。すなわち、過塩素酸水溶液中にてサイクリックボルタンメトリーをおこなったところ、水素の吸着・吸収およびそれら水素の酸化脱離波が明瞭に観察された。以上の成果の初期成果は昨秋の日本化学会秋季年会にて発表し、その後の成果は今春に日本化学会春季年会にて発表予定であり、目下論文として投稿準備中である。

This study established a new method for the surface reinforcement of metallic ultrafine particles on various inorganic materials. The results of this study are summarized below. The surface of iron and metal ultrafine particles with a diameter of about 20nm was prepared by evaporation method. The surface of iron and metal ultrafine particles was modified by the presence of aqueous acid groups. The modified electron microscope and FT-IR were used for identification. At the beginning, the amount of water and acid on the surface of ultrafine particles was reduced, and a small amount of water and acid on the surface were modified without electrolysis. The surface of the substrate is 0.06μ m in diameter, and the surface of the substrate is 0.06μm in diameter. The surface treatment of metal nanoparticles is carried out by chemical bonding. When the supporting state is checked by an electronic microscope, it is clear that all the particles are uniformly supported, several to dozens of metal ultrafine particles are interconnected, and there are many occasions where secondary particles are supported. The metal ultrafine particles themselves become secondary particles in some degree during the treatment process. The new method of chemical bonding between metal ultrafine particles and solid particles has been successfully developed. In addition, the method of ultra-fine particles can be used to carry out the functions of electrodes. The adsorption, absorption and acidification of water in aqueous solution of peracetic acid are clearly observed. The initial results of the above results were announced at the Autumn Annual Meeting of the Japanese Chemical Society last autumn, and the subsequent results will be announced at the Spring Annual Meeting of the Japanese Chemical Society this spring. The current paper is still in preparation for submission.