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Fine Synthesis of Metal Nanoparticle Catalysts Using Supramolecule as an Template

以超分子为模板精细合成金属纳米颗粒催化剂

基本信息

批准号：
22K19020
负责人：
宮村浩之
金额：
$ 4.16万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、高分子担体内で、粒径を自在に制御可能かつ、その分散度が均一な、金属ナノ粒子の生成手法の開発を行う。高分子に固定化した超分子錯体をテンプレートに、異なる種類の金属塩を、それぞれ異なる配向性をもって秩序だった状態に安定化する。そこに、還元剤を添加することで、超分子錯体を中心とした秩序構造を維持したまま、金属塩の還元とナノ粒子形成を行い、担体の高分子全体に渡って、均質な粒径や分散度のナノ粒子が形成できると考えられる。６つのビスカテコール配位子と４つの金属中心から形成される正四面体型の超分子錯体(Raymond Tetrahedron)を、カチオン性の高分子に担持した、高分子固定化超分子錯体に、金塩や白金塩を吸着させ、水素化ホウ素ナトリウムで還元処理することで、粒径の整った金属ナノ粒子が高分子中に担持されることを、電子顕微鏡による観測から明らかにした。また、高分子中のスペーサーモノマーの性質によっても、ナノ粒子サイズの均質性や、粒径に影響が出ることがわかった。超分子錯体を固定化しないカチオン性の高分子を用いると、粒径が不揃いのナノ粒子が形成されることから、超分子錯体によるテンプレート効果が存在すると考えられる。また、調製した超分子をテンプレートとした高分子固定化金属ナノ粒子が、温和な条件下でのアルコールの酸素酸化反応に活性を示すことも見出した。触媒活性も、テンプレートとなる超分子錯体の担持密度や、金属の担持量によって影響されることがわかった。

In this study, the particle size of polymer support can be controlled freely, the dispersion of metal particles can be uniform, and the formation method of metal particles can be developed. Immobilization of polymers, supramolecular complexes, heterogeneous metal complexes, and heterostructures For example, the addition of reducing elements, the maintenance of the order structure of the supramolecular complex, the formation of reducing elements of the metal complex, the formation of particles of the polymer body, the homogenization of particle size and dispersion, and the formation of particles. 6 (Raymond Tetrahedron), polymer support, polymer-immobilized supramolecular complex, gold and platinum adsorption, hydration, particle size, polymer support, electron microscopy. The properties of polymer particles are affected by their homogeneity and particle size. Supramolecular complexes are immobilized in the presence of particles with different particle sizes. Supermolecule immobilization of metal particles under mild conditions was demonstrated. The catalyst activity, temperature, and supramolecular complex support density and metal support amount affect the catalyst activity.