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サブナノ金属超微粒子を用いた量子ドット触媒の創製

使用亚纳米金属超细颗粒创建量子点催化剂

基本信息

批准号：
21656177
负责人：
佐々木一成
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656177/
关键词：
燃料電池水素触媒・化学プロセスセラミックス無機工業化学

项目摘要

金属超微粒子が数ナノからサブナノ領域に入ると、電子の局在化など、電子物性が変化することが広く知られている。このような電子物性の変化によって、電子が関与する(電極)触媒反応にも影響が出ることが十分に予想されるが、特にサブナノ領域での極超微粒子を実際に作製することは困難である。そこで本研究では、当研究室が開発改良した「コロイド同時担持法」をベースにコロイド調製プロセスを開発した。これらのコロイド調製条件を変えて、白金などの金属コロイドの核生成と核成長を制御し、金属極超微粒子用のコロイド調製プロセスを確立した。カーボン担体表面に生成したコロイドを限りなく高分散させるには、コロイド核の吸着サイトを設計し、そのサイトにコロイド核をイオン交換に近い形で結合させることが重要な指針となる。担体の作製法などを変えて、超高分散が可能になった。また、担体表面に高分散した金属コロイドを高温で水素雰囲気などで還元して初めて、メタルの金属微粒子が生成するが、この処理において、酸化物担体の場合、ドープによって粒成長が抑えられ、結果的に高表面積の担体を作ることが可能になり、それが触媒微粒子金属の凝集を抑制できることが明らかになった。さらに量子効果を調べるために、各種担体上に担持した白金微粒子のXPS測定を行った。その結果、明確なサイズ効果による化学シフトがあることがわかった。担体の違いによる相互作用の違いについては、より詳細な検討が必要であり、今後とも地道に研究を継続したいと考えている。本研究では、実用を見据えてこれらの担持触媒の多孔構造体の作製にも成功した。

The number of particles in the metal ultrafine particles, the structure of the electrons, and the properties of the electrons are known. The electronic properties of the particles are changed, and the electron is related to the reaction of the catalyst (electrode). In this study, the author developed an improved "simultaneous support method" for the development of the "simultaneous support method." The modulation conditions of the metal particles are changed, and the nuclear generation and nuclear growth of the platinum particles are controlled, and the modulation conditions of the metal particles are established. The surface of the carrier is formed in a highly dispersed manner, and the adsorption of the core is designed in a highly dispersed manner, and the exchange of the core is carried out in a nearly uniform manner. The preparation method of the carrier is different, and the ultra-high dispersion is possible. In the case of acid support, particle growth is inhibited. As a result, high surface area of support is possible. In the case of catalyst particles, aggregation of metal is inhibited. XPS measurement of platinum particles on various supports The result is clear. A detailed study of the interaction between the two bodies is necessary and will be conducted in the future. This study has been successful in the preparation of porous structures supporting catalysts.