Fine Synthesis of Metal Nanoparticle Catalysts Using Supramolecule as an Template

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。

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。