亜鉛パラジウムナノ粒子の合成と高性能メタノール水蒸気改質触媒への応用

纳米锌钯的合成及其在高性能甲醇水蒸气重整催化剂中的应用

• 批准号: 08J00685
• 负责人: 佐藤 良太
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00685/
• 关键词: 燃料電池; 水素; メタノール水蒸気改質; ナノ粒子; 触媒; 亜鉛パラジウム; パラジウム; 白金; ナノ材料

本年度では、昨年度までに液相一段階合成による合成に成功しているZnPdナノ粒子の形成メカニズムの解明を試みた。ZnとPdの前駆体として頻繁に使用されるZn^<2+>とPd^<2+>の各還元電位が大きく異なる(Zn^<2+>に比べてPd^<2+>が極めて還元され易い)ため、液相合成法によるZnPdナノ粒子の合成はこれまで困難とされてきた。そのため、Zn前駆体として金属状のZn粉末(Zn^0)を使用する我々の手法においてどのような機構でZnPdナノ粒子が形成されるのかを解明することは、ZnPdと同様の理由によりこれまで合成が困難とされてきた種々の二元系合金ナノ粒子への本手法の汎用化を実現する上で極めて重要な課題である。種々の対照実験を行った結果、一段階合成ではまず約200℃でPdナノ粒子が生成し、さらに300℃以上でZn粉末から徐々に供給されるZn^<2+>がPdナノ粒子表面上で還元されることでZnPdナノ粒子が生成することが示唆された。以上の形成メカニズムの検証実験として、300℃以上に加熱されたZn^<2+>に予め合成されたPdナノ粒子を加えたところ、この多段階合成においてもZn-Pd合金ナノ粒子が得られたことから、上記の形成メカニズムの妥当性が示されたと共に他の二元系合金ナノ粒子への本手法の応用が期待される。一方、合成したZnPdナノ粒子を含浸法によりカーボン担体に吸着させたメタノール水蒸気改質用ZnPd/C触媒の適切な活性化処理(ZnPdナノ粒子表面に残存する保護配位子の除去)法を見出すことが困難であったため、引き続き検討を行う必要がある。また、Pt原子層数が0.5～3層の間で精密に制御されたPd/Ptコアシェル型ナノ粒子のCO吸着IR測定において、COの吸着力はPt原子層数の増加に伴い低下することが判明した。よって、本粒子はCO被毒耐性に優れた燃料電池用燃料極触媒へ応用されることが期待できる。

今年，我们试图阐明ZnPD纳米颗粒形成的机理，这些机制已通过液体相一步的合成成功地合成，直到去年。因为Zn^<2+>和Pd^<2+>的降低电位经常用作Zn和Pd的前体，与Zn^<2+>相比，与ZnPD纳米相比，由液体相结合的ZnPD纳米颗粒的合成非常容易减少，而被认为是很难由Zn^<2+>）进行显着差异。因此，阐明在我们的方法中使用金属Zn粉末（Zn^0）形成ZnPD纳米颗粒作为Zn前体的机制是一个极为重要的问题。已经进行了各种对照实验，已经提出，在一步合成中，PD纳米颗粒首先在约200°C下产生，Zn^<2+>逐渐从300°C或更高的Zn粉末中逐渐提供。纳米颗粒在PD纳米颗粒表面降低。作为验证上述形成机制的实验，当将预合成的PD纳米颗粒添加到加热到300°C或更高的Zn^<2+>中时，在此多步融合中获得了Zn-PD合金纳米粒子，并显示了上述形式机制的有效性，并显示了该方法的NIS NIS NINAN。另一方面，很难找到适当的激活处理（去除ZnPD纳米颗粒表面上剩余的保护配体）进行甲醇蒸汽重整的改革，该甲醇蒸汽重整已通过浸渍方法吸附在碳支持上，因此有必要继续进行研究。此外，在具有精确控制的PT原子层在0.5到3层之间的PD/PT核心壳纳米颗粒的CO吸附IR测量中，发现CO的吸附功率随着PT原子层的增加而降低。因此，预计该粒子将被应用于具有极高耐药性的燃料电池燃料电极催化剂。

项目成果

筑波大学大学院数理物質科学研究科化学専攻寺西研究室webページ

筑波大学研究生院数学·材料科学研究生院化学系寺西实验室网页

単分散アミン保護Pdナノ粒子の粒径制御と大量合成

单分散胺保护钯纳米粒子的粒径控制和质量合成

• 发表时间: 2009
• 作者: C.Li;R.Sato;M.Kanehara;H.Zeng;Y.Bando;T.Teranishi;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;Ryota Sato;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;佐藤良太;佐藤良太
• 通讯作者: 佐藤良太

単分散アミン保護Pdナノ粒子の精密粒径制御と大量合成

单分散胺保护钯纳米粒子的精确粒径控制和大规模合成

• 发表时间: 2009
• 作者: C.Li;R.Sato;M.Kanehara;H.Zeng;Y.Bando;T.Teranishi;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;Ryota Sato;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太
• 通讯作者: 佐藤良太

アミン保護単分散Pdナノ粒子の粒径制御と大量合成

胺保护的单分散钯纳米粒子的粒径控制和质量合成

• 发表时间: 2009
• 作者: C.Li;R.Sato;M.Kanehara;H.Zeng;Y.Bando;T.Teranishi;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;Ryota Sato;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;佐藤良太
• 通讯作者: 佐藤良太

Designed Synthesis of Monodisperse Fd/Pt Core/Shell Nanoparticles

单分散 Fd/Pt 核/壳纳米颗粒的设计合成

• 发表时间: 2009
• 作者: C.Li;R.Sato;M.Kanehara;H.Zeng;Y.Bando;T.Teranishi;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato;Ryota Sato;Ryota Sato;佐藤良太;佐藤良太;Ryota Sato;佐藤良太;Ryota Sato
• 通讯作者: Ryota Sato