計算的手法による多元系ナノ微粒子の材料設計とその構造制御による新規触媒の創製

本年度の研究を通して重点的に取り組んだ内容および得られた知見は以下のとおりである。・第一原理計算による評価Au-Pd系について特に分子との相互作用を検討する観点で、活性評価実験の4ペンテン酸における不飽和部位(二重結合)と金属表面の吸着の状態を検討し反応をモデル化するため、Au-Pd金属表面へのエチレンの吸着の第一原理計算を行った。第一原理計算による金属-分子系での計算結果ではAu上に薄く積層したPdについてそのdバンドが互いに混成しづらく、結果超薄膜のような特異な状況が再現され吸着エネルギーに影響していることを明らかにした。このような下地の効果はPd格子膨張に伴う分子の吸着エネルギー変化に加えて活性に影響している可能性が高い。・複合系の検討超音波照射法などの照射還元によるプロセスと化学的な還元を組み合わせてCuといったより卑なる金属微粒子の合成を行った。また、通常の複合微粒子の合成では先に調整した貴金属溶液にエネルギーを加え、イオンを同時的に還元しているが、先に種結晶を混ぜる連続還元によるプロセスを検討し、コアシェル微粒子の合成に成功した。これらの手法を組み合わせることで、照射を用いたプロセスで新規な材料合成可能である。

本年度の研究を通して重点的に取り組んだ内容および得られた知見は以下のとおりである。・第一原理計算による評価Au-Pd系について特に分子との相互作用を検討する観点で、活性評価実験の4ペンテン酸における不飽和部位(二重結合)と金属表面の吸着の状態を検討し反応をモデル化するため、Au-Pd金属表面へのエチレンの吸着の第一原理計算を行った。第一原理計算による金属-分子系での計算結果ではAu上に薄く積層したPdについてそのdバンドが互いに混成しづらく、結果超薄膜のような特異な状況が再現され吸着エネルギーに影響していることを明らかにした。このような下地の効果はPd格子膨張に伴う分子の吸着エネルギー変化に加えて活性に影響している可能性が高い。・複合系の検討超音波照射法などの照射還元によるプロセスと化学的な還元を組み合わせてCuといったより卑なる金属微粒子の合成を行った。また、通常の複合微粒子の合成では先に調整した貴金属溶液にエネルギーを加え、イオンを同時的に還元しているが、先に種結晶を混ぜる連続還元によるプロセスを検討し、コアシェル微粒子の合成に成功した。これらの手法を組み合わせることで、照射を用いたプロセスで新規な材料合成可能である。