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ｉｎ　ｓｉｔｕ　アトムプローブ法を用いたナノ合金触媒の反応機構の解明

原位原子探针法阐明纳米合金催化剂的反应机理

基本信息

批准号：
13J09622
负责人：
森田真人
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09622/
关键词：
アトムプローブ微小構造解析触媒電界イオン顕微鏡 in situ

项目摘要

主な成果として、「金属触媒の熱による劣化の3DAP解析」及び、「電界蒸発メカニズムの解明と空間分解能の向上」の二点が挙げられる。1. 金属触媒の熱による劣化の3DAP解析昨年度に引き続き、自動車排ガス触媒として用いられるPt-Pd金属触媒を三次元アトムプローブ(3DAP)分析し、触媒の劣化機構の解明を行った。さらに、実際に使用された自動車排ガス触媒を3DAP分析し、担体まで含めた三次元構造の取得に成功した。また、電界イオン顕微鏡の原理を応用して、金属表面での吸着分子の挙動を解析できる装置の作製し、W表面での水分子の吸着現象を観察することに成功した。これらの成果はin situ アトムプローブ法が触媒表面で起こる反応を観察することができる有効な手法であるということを証明している。本研究成果は、より高性能な新規触媒の合成研究に非常に有用な知見を与えることが期待される。2. 電界蒸発メカニズムの解明と空間分解能の向上ナノスケールの触媒の構造を正確に解析するためには、3DAPの空間分解能をさらに向上させる必要があった。そのため、分析の基本原理である電界蒸発に着目し、その原理を解明することで分析精度の向上を図った。3DAPではイオン化のトリガーとしてレーザーが広く用いられているが、このとき試料にはレーザーの照射側と陰側が形成される。そのため、イオン化の確率が両者で異なり、試料形状が変形し分析精度が著しく悪化するという問題があった。本研究では照射側と陰側のイオン化のタイミングの差を計測し、材料の熱拡散率と比較したところ、非常によい相関を得た。そのため、レーザーにより発生した熱に着目し、照射側と陰側のイオン化の確率を試料表面の温度分布によって決定する手法を開発し、空間位置の補正に成功した。本成果により、触媒の解析に必要な空間分解能が達成された。

The main results are as follows: "3DAP analysis of thermal degradation of metal catalysts" and "upward analysis of spatial decomposition energy of electric field evaporation". 1. 3DAP analysis of thermal degradation of metal catalysts was conducted last year to investigate the mechanism of catalyst degradation. In fact, the use of automatic exhaust catalyst 3DAP analysis, support, including three-dimensional structure has been successful. The principle of micro-mirror was successfully applied to the analysis of adsorption of molecules on metal surfaces and the detection of adsorption of water molecules on W surfaces. The results of this research are in situ, and the catalyst surface is under investigation. The results of this study are very useful for the synthesis of new catalysts with high performance. 2. The spatial decomposition energy of the catalyst is necessary for the correct analysis of the structure of the catalyst. The basic principles of analysis and the improvement of analytical accuracy are discussed. 3DAP is the best way to change the color of the sample. The accuracy of the sample shape is different from that of the sample shape. In this study, the difference between the radiation side and the cathode side was measured, and the thermal dispersion rate of the material was compared. The temperature distribution on the surface of the sample was determined by the method of development and spatial correction. The results show that the necessary space decomposition can be achieved by catalyst analysis.