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銅表面特異的な有機膜成長による高効率CO2還元を指向した界面構築

通过铜表面特有的有机薄膜生长构建高效二氧化碳减排界面

基本信息

批准号：
22K05129
负责人：
久米晶子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

銅と異種金属との複合化について、Cu2Oナノキューブと硝酸銀を反応させ、Cu(II)イオンの溶出とAg(0)の構造成長を有機膜の成長の有無によって比較し、次いでCO2還元の性能を評価した。未修飾のCu2O上ではAg(0)は限られた成長点から数１００nmの大きな構造体に成長するのに対し、有機膜を成長させたCu2O上では数～数十nmのAg粒子が成長した。Ｘ線光電子分光法よりこれらの成長したAgの電子状態は異なっており、トリアゾールを含む有機膜に還元前にAg+が配位によってトラップされ、また成長したAg粒子の表面に吸着することでCu2O上にＡｇ粒子が分散した構造を形成したものと考えられる。CO2還元では、有機膜のないCu2OではAg(0)との協働効果はほとんど見られず、Ag(0)上からのCO発生がやや増加した。Agとの複合化の前に有機膜修飾を行うことで、COの増加は見られない代わりに、メタン発生が増加しており、AgからCuのCOのスピルオーバーと後続のメタンまでの還元が示唆される。また、ベースとなる銅触媒について、これまでのCu2Oに加えて、Cu(0)ナノワイヤーへの有機膜修飾を行った。既報に従い合成した直径約30 nmのCu(0)ナノワイヤー状でのCuAACによる膜成長を検討したところ、Cu2Oナノキューブよりも厚みがあるが密度の低い膜成長を行うことが分かった。Cu(0)表面にわずかに存在するCu(I)種がCuAACを触媒したと考えられるが、Cu2Oナノキューブのように結晶格子内にCu(I)が強固に固定されずにCuAACが進行することが膜成長の違いにつながったと考えられる。Cu(0)ワイヤーの有機修飾による効果は(1)水素発生の抑制(2)メタン発生の増加となって表れた。また還元後の電子顕微鏡像から、膜内にワイヤー状のCu(0)が保持されていることも明らかになった。

Copper and heterogeneous metal recombination, Cu2O and silver nitrate reaction, Cu(II) dissolution, Ag(O) structural growth, organic film growth and the presence or absence of a comparison, second, CO2 reduction performance evaluation. Ag(0) on unmodified Cu2O has a growth point ranging from several 100nm to several tens of nm in the growth of large structures and organic films. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) shows that the Ag particles grown on Cu2O have different electronic states before Ag+ is coordinated to Cu2O. CO2 reduction, organic film, Cu2O, Ag(0), CO generation, Ag(0), CO generation, CO generation. The organic film modification before Ag recombination, the increase of CO, the increase of Ag and Cu, the increase of CO, the increase of Ag and Cu, the increase of Ag and Cu, the increase of CO, the increase of Ag and Cu, the increase of Ag and Cu, the increase of CO, the increase of CO, the increase of Ag and Cu, the increase of CO, the increase of Ag and Cu. Cu2 O is added to Cu(0) and organic film modification is carried out. It is reported that Cu(O) has a diameter of about 30 nm, and CuAAC has a thin film growth with a thin film thickness of about 30 nm. Cu(I) species are present on Cu(O) surface and CuAAC catalysts are present on Cu(O) surface. Cu(I) species are present on Cu (O) surface and CuAAC catalysts are present on Cu (O) surface. Cu(I) species are present on Cu (O) surface and CuAAC catalysts are present on Cu (O) surface. Cu(I) species are present on Cu (O) surface and CuAAC catalysts are present on Cu (O) surface. The organic modification of Cu(0) has the following effects: (1) inhibition of water element generation;(2) enhancement of water element generation. The electron micro-mirror image after the reduction, the Cu(0) in the film is kept in the middle of the film

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Wrapping of nanosize copper cubes

纳米铜立方体的包裹

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

表面CuAACにより有機被覆された 0価CuナノワイヤーのCO2還元性能

表面有机涂覆CuAAC的零价铜纳米线的CO2还原性能

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Umeda Takuma;Kurome Takeshi;Sakamoto Ayumu;Kubo Kazuyuki;Mizuta Tsutomu;Son Seung Uk;Kume Shoko;金詩淇・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉
通讯作者：
金詩淇・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉

有機薄膜を被覆したCu2O-Agバイメタルナノ粒子を触媒とするCO2電解還元

有机薄膜包覆Cu2O-Ag双金属纳米颗粒催化CO2电解还原

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Umeda Takuma;Kurome Takeshi;Sakamoto Ayumu;Kubo Kazuyuki;Mizuta Tsutomu;Son Seung Uk;Kume Shoko;金詩淇・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉;黒目武志・梅田拓真・久米晶子・久保和幸・水田勉
通讯作者：
黒目武志・梅田拓真・久米晶子・久保和幸・水田勉

CO2還元の効率化を目指したCu2O/有機膜界面の構造制御

Cu2O/有机膜界面结构控制提高CO2还原效率

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Umeda Takuma;Kurome Takeshi;Sakamoto Ayumu;Kubo Kazuyuki;Mizuta Tsutomu;Son Seung Uk;Kume Shoko;金詩淇・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉;黒目武志・梅田拓真・久米晶子・久保和幸・水田勉;坂本歩夢・黒目武志・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉
通讯作者：
坂本歩夢・黒目武志・Shang Rong・久保和幸・久米晶子・水田勉

Uniform wrapping of copper oxide nanocubes by self-controlled copper-catalyzed azide alkyne cycloaddition toward selective carbon dioxide electrocatalysis

自控铜催化叠氮炔环加成均匀包裹氧化铜纳米立方体选择性二氧化碳电催化

DOI：
10.1039/d2cc02017c
发表时间：
2022
期刊：
Chemical Communications
影响因子：
4.9
作者：
Umeda Takuma;Kurome Takeshi;Sakamoto Ayumu;Kubo Kazuyuki;Mizuta Tsutomu;Son Seung Uk;Kume Shoko
通讯作者：
Kume Shoko