組成・形態が高度に設計された階層構造メソポーラス半導体の合成と評価

具有精心设计的成分和形貌的分级介孔半导体的合成和评估

• 批准号: 09J04615
• 负责人: 高井 あずさ
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04615/
• 关键词: 半導体; 太陽電池; 白金触媒; シリカ; メソポーラス材料; 光電気化学評価; 酸化金属・金属複合体; 貴金属; メソポーラス物質

本年度は、以下の2テーマに関して研究を遂行し、成果を報告した。1.チタニア-銀複合体の電子貯蔵能の調査金属ナノ構造体の光電気化学分野への適用という観点から、チタニア-銀ナノ粒子複合体の電子貯蔵能を調査した。コロイド状チタニアナノ粒子と銀イオンを含む前駆溶液にUV光を照射した。チタニア中で励起した電子は、銀イオンを還元後、チタニア-銀複合体中に貯蔵された。光照射を中断すると貯蔵電子の一部を放出し、再度光を照射すると再び電子を貯蔵するという、可逆的な電子貯蔵能を有することを明らかにした。色素を用いた電子滴定結果から、電子の貯蔵量はチタニアと銀の比に依存することがわかった。太陽電池用電極として評価した結果、チタニア-銀複合体はチタニア単独に比べて2倍の光電流を観測し、電子貯蔵能は特性向上に寄与した。これらの結果は、銀を担持することでフェルミ準位が負の電位方向にシフトしたためであると考察できた。2.凹凸表面を有する白金ナノワイヤの作製と触媒能評価金属を用いた触媒反応における活性は、金属表面の結晶の露出面に依存することが知られ、白金の場合、高次結晶面が露出する場合は被毒の抑制効果が報告されている。そこで本年度は、高次結晶面が露出した白金ナノワイヤの作製を報告した。メソポーラスシリカ薄膜中に、界面活性剤、白金塩水溶液、有機溶媒からなる前駆溶液を含浸し、メソチャネル中に導入した。溶媒揮発後、電解析出法による白金塩の還元、シリカ除去、および洗浄過程を経て、白金ナノワイヤを得た。合成したナノワイヤは凹凸な表面を有しており、その形状は楕円状のナノ粒子が連結して構成されていることに起因していた。また、表面には高次結晶面のステップが数多く存在していることを電子顕微鏡観察から確認した。実際にメタノール酸化触媒能の評価から、従来の白金黒に比べて高活性を示し、電極材料として利用できることを明らかとした。

今年，我们对以下两个主题进行了研究，并报告了结果。 1。研究了金属纳米结构在光电化学领域的施用的角度研究钛金属复合材料的电子存储能力，研究了钛纳米粒子复合材料的电子存储能力。用紫外线照射含有胶体钛纳米颗粒和银离子的前体溶液。减少银离子后，将二氧化钛激发的电子储存在钛丝层中。已经揭示了它具有可逆的电子存储能力，当光线中断时，在哪一部分储存的电子中发出了部分，并且当再次照射光线时，它再次存储电子。使用染料的电子滴定结果表明，电子存储取决于二氧化钛与银的比率。由于评估是太阳能电池的电极，与单独的钛相比，钛丝层复合物观察到了光电流的两倍，电子存储容量有助于改善特性。这些结果可以被认为是因为费米水平通过携带银沿负电势方向移动。 2。制备具有不均匀表面的铂纳米线和催化能力的评估，众所周知，使用金属的催化反应的活性取决于金属表面上暴露的晶体表面，而对于铂，当较高级晶体表面暴露时，已经报道了被抑制被抑制被抑制的作用。因此，今年，我们报道了与暴露高阶晶体表面的铂纳米线的制造。由表面活性剂，水铂盐溶液和有机溶剂组成的前体溶液被浸入中间通道中。溶剂挥发后，铂盐还原，去除二氧化硅和洗涤过程以获得铂纳米线。合成的纳米线的表面不均匀，它们的形状归因于它们是由连接的椭圆形纳米颗粒组成的。此外，通过电子显微镜观察证实，表面上较高的晶体表面上有许多步骤。对甲醇氧化催化能力的评估表明，它表现出比常规铂黑色的活性更高，可用作电极材料。

项目成果

A Rational Repeating Template Method for Synthesis of 2D Hexagonally Ordered Mesoporous Precious Metals

• DOI: 10.1002/asia.201000674
• 发表时间: 2011-03-01
• 期刊: CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL
• 影响因子: 4.1
• 作者: Takai, Azusa;Doi, Yoji;Kuroda, Kazuyuki
• 通讯作者: Kuroda, Kazuyuki

ブロックコポリマーを用いたメソポーラス白金の構造・形態制御

使用嵌段共聚物控制介孔铂的结构和形貌

• 发表时间: 2009
• 作者: 梅木哲史;久米晶子;西原寛;高井あずさ
• 通讯作者: 高井あずさ

Synthesis of mesoporous carbon using a fullerenol-based precursor solution via nanocasting with SBA-15

• DOI: 10.1246/cl.2010.777
• 发表时间: 2010-06
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Y. Doi;Azusa Takai;Sho Makino;L. Radhakrishnan;Norihiro Suzuki;W. Sugimoto;Y. Yamauchi;K. Kuroda-K.-Kur

ジブロックコポリマーと膨潤剤により細孔径制御しかメソポーラスPt薄膜の作製

使用二嵌段共聚物和溶胀剂制备孔径可控的介孔铂薄膜

• 发表时间: 2011
• 作者: 関根可織;土井洋二;高井あずさ;山内悠輔;黒田一幸
• 通讯作者: 黒田一幸

Synthesis of Mesostructurally Controlled Pt Films by Using Diblock Copolymers

使用二嵌段共聚物合成介观结构控制的 Pt 薄膜

• 发表时间: 2010
• 作者: Azusa Takai;Yusuke Yamauchi;Kazuyuki Kuroda
• 通讯作者: Kazuyuki Kuroda