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イオン液体を利用する金属ナノ構造体の精密構造制御

使用离子液体精确控制金属纳米结构

基本信息

批准号：
20031012
负责人：
岡崎健一
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20031012/
关键词：
イオン液体金属ナノ粒子真空蒸着合金触媒異方成長

项目摘要

金属ナノ粒子は、粒子サイズや形状・結晶構造に依存して物理化学特性が大きく変化する。そのため、これらを制御することは、高活性触媒、電極触媒など様々な応用を目指す上で極めて重要である。当研究グループではこれまでに、イオン液に対して金属をスパッタ蒸着することにより、安定化剤などを添加することなく、イオン液体中に均一に分散した金属ナノ粒子や合金ナノ粒子を作製することに成功してきた。今年度、本手法を用いて、インジウム、金-銅合金、金-パラジウム合金を作製し、コア-シェル構造・中空構造などの形状制御、加熱処理による結晶構造制御、および組成制御による高活性電極触媒への応用について、それぞれ検討を行った。120℃で減圧乾燥したイオン液体(BMIm-BF_4)に対して、2.0Paのアルゴン雰囲気下でインジウムをスパッタ蒸着したところ、金属インジウムをコアに、アモルファス酸化インジウムをシェルに持つ、In/In-2O_3コア-シェル構造ナノ粒子を作製することに成功した。この粒子はコアサイズ4.0nm、シェル厚2.0nmのナノ粒子であった。さらに空気中200℃以上で加熱処理することにより、インジウムと酸素の拡散速度の違いにより、粒子内部が中空化した中空In_2O_3ナノ粒子を作製することにも成功した。このように我々が開発したイオン液体へ金属をスパッタ蒸着するナノ粒子合成法は、金属ナノ粒子のみならず、半導体ナノ粒子や構造特異性を有するナノ粒子を作製可能であることを見出した。一方、例えばAuCu合金ナノ粒子を液相で合成した場合、原子が規則的に配列した規則合金化するためには450℃付近まで加熱する必要があったが、減圧アルゴン下で加熱したイオン液体ヘスパッタ蒸着することにより、AuCu規則合金ナノ粒子を150℃という低温で形成できることを見出した。

The physical and chemical properties of metal particles depend on their shape and crystal structure. High activity catalyst and electrode catalyst are important for the development of high temperature and high temperature systems. When studying the preparation of metal particles and alloy particles, we found that the metal particles and alloy particles were uniformly dispersed in the solution. This year, the method is used in the preparation of high-activity electrode catalysts, such as gold, copper alloy, gold-copper alloy, shape control of hollow structure, crystal structure control during heat treatment, and composition control. The liquid (BMIm-BF_4) was dried under reduced pressure at 120℃. Under the pressure of 2.0 Pa, the liquid (BMIm-BF_4) was successfully evaporated. The liquid (BMIm-BF_4) was successfully evaporated under the pressure of 2.0 Pa. The liquid (BMIm-BF_4) was successfully prepared under the pressure of 2.0 Pa. The grain size is 4.0nm, the grain thickness is 2.0nm. In the air above 200℃, the heat treatment is successful in controlling the dispersion velocity of the particles and the hollow particles. The particle synthesis method of metal particles, semiconductor particles, and structural specificity has been developed. For example, when AuCu alloy particles are synthesized in liquid phase, atoms are regularly arranged, regularly alloyed, heated to 450℃, heated to 450℃, decompressed, heated to 150℃, and AuCu alloy particles are formed at low temperature.