超音波化学作用によるナノ微粒子合金の創製と相安定性

点击翻译按钮获取中文摘要

目的の合金濃度に等しいAu、Pd、Ptイオンを含む塩の水溶液に周波数200kHz、出力6W/cm^2の超音波を照射し、水溶液中に発生する高温、高圧場を利用した還元法によりナノサイズ合金微粒子の創製を試みた。系としては全率固溶体を形成するAu-Pdと二相分離型であるAu-Pt系を選んで実験を行った。(1)Au-Pd系:NaAuCl_4及びPdCl_2水溶液を作成し、AuイオンとPdイオン濃度が所定の組成になるように均一に混合し、さらに界面活性剤としてSDSあるいはPEG-MSを添加した。超音波照射に伴う水溶液中のイオン濃度変化は分光光計で定量した。何れの場合もサイズが10nm以下の単分散分布に近いナノ微粒子が得られた。XRD,TEM,EDXによる解析の結果、界面活性剤にSDSを使用した場合には微粒子は中心部がAu、周辺部がPdのコア・シェル構造をとることが分かった。相図上で規則格子の形成が示唆されているAu/Pd=3/1の成分の微粒子についての加熱実験では規則-不規則転移温度より200K低い温度では規則格子の形成は観測されず、400K低い温度では電子回折像に規則格子斑点が出現することから転移温度は低温側へずれていると結論した。一方、PEG-MSを用いて得られたナノ微粒子のXRDの結果は固溶体の形成を示唆した。(2)Au-Pt系:AuイオンにはNaAuCl_4を用いた。Ptイオンが2価であるK_2PtCl_4水溶液を使用した場合には2種類の水溶液を混合しただけでAuが析出するため、超音波同時照射を避け、Auを超音波還元後にPtイオンの還元を行ったが、この場合にはAuとPtナノ粒子の混合状態した得られなかった。Ptイオン源に4価のH_4PtCl_6水溶液を使用した際にはAu-Pd系と同様のコア・シェル構造を有すると考えられるナノ微粒子が得られた。