モデル法による担持白金系超微粒子の界面構造と電極触媒特性の解明

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1.塩触媒を用いる均一なサイズの白金超微粒子の調製及びモデル触媒電極化任意の平均粒子サイズを有する白金モデル触媒電極を容易に作製する手法を確立するために、塩を触媒に用いるという新しい触媒概念に基づいて、直径が1-30nmの白金コロイドの調製に成功した。ただし、白金超微粒子の凝集抑制に用いたPVPの完全除去には、水素流通下400℃での熱分解除去操作が必要であった。2.Pt/GCモデル電極によるメタノール酸化の粒子サイズ効果の把握種々の平均粒子サイズを有するPt/GCモデル触媒を作製し、過塩素酸水溶液中でのメタノールの酸化の比活性は、定電位分極下での定常電流密度は白金粒子サイズが小さいほど低く、吸着COの酸化は、白金粒子サイズが小さいほど過電圧が大きいことを見出した。3.Pt/CB及びPt-Ru/CB電極のメタノール酸化特性:モデル法との比較塩素を含まず比較的低温で熱分解するPt(NO_3)_2(NH_3)_2錯体とカーボンブラック粉末(CBと略記)からPt/CB粉末を調製し、これを電極化した。メタノール酸化の比活性は、白金粒子サイズが小さいほど定常電流密度が低い値を示し、吸着COの酸化挙動もモデル触媒の場合と同様の傾向を示した。つづいてPt(NO_3)_2(NH_3)_2錯体と種々のルテニウム錯体からPt-Ru/CB触媒粉末を調製した。固溶化にはRu(NO_3)_3が有利であるが、微量のCOを含む水素、メタノール及び吸着COの各酸化には、Ru_3(CO)_<12>を用いたPt-Ru/CB電極が高い活性を示すことを見出した。また、最高活性を示した組成のPt_<50>-Ru_<50>/CB触媒のメタノールの酸化活性は、粒子サイズが大きいほど比活性が高いことが判明し、COの酸化もそれを支持する結果を得た。