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新規固溶体型合金ナノ粒子による元素戦略

Research Project

Project/Area Number 10J03504
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

草田 康平  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords金属ナノ粒子 / 固溶体 / 水素 / 触媒 / パラジウム / 固溶体合金 / ロジウム / 銀
Research Abstract

本研究の目的はバルクでは固溶体を得ることの出来ない合金系において、そのサイズをナノレベルまで小さくすることで新規の合金ナノ粒子を作製し、その構造や電子状態を、物性を通して理解することである。新規の固溶体型合金は、いわば新たな物性を持ちうる新規の元素と同等であり、材料開発をはじめとする研究範囲を益々拡大する可能性があることは明白である。我々は特に周期表において、レアメタルであるPdの周辺に存在する遷移金属の合金系に注目し、研究を行っている。本年度はこれまで作製してきた新規のAgRh固溶体ナノ粒子および、PdRu固溶体ナノ粒子、さらにfcc構造を有する新規のRuナノ粒子を中心に、他研究室と共同研究を行い、その構造、および触媒活性の検討を行った。その結果、既存の構造を有する金属ナノ粒子とは異なる物性を有することが明らかとなり、その内、fccRuやPdRu合金はCO酸化反応において、高活性を示すhcp構造のRuナノ粒子および、Rhナノ粒子よりも高い活性を示すことが明らかとなった。また、fccRuナノ粒子はこれまで作製された報告例はなく、本研究が世界初の事例となる。このfccナノ粒子はサイズ制御も容易に行え、hcp構造を有するRuナノ粒子とCO酸化反応に対する触媒特製のサイズ依存性について調べたところ、hcp構造のRuナノ粒子はサイズ減少に伴い、触媒能が向上するのに対し、fcc構造のRuナノ粒子はサイズが大きくなるにつれ、その触媒能が向上するといった全く逆の傾向が見られた。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) Book (2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Changeover of the Thermodynamic Behavior for Hydrogen Storage in Rh with Increasing Nanoparticle Size2013

    • Author(s)
      K. Kusada, H. Kobayashi, R. Ikeda, H. Morita, H. Kitagawa
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 55-56

    • DOI

      10.1246/cl.2013.55

    • NAID

      10031143798

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discovery of Face-centered Cubic Ruthenium Nanoparticles : Facile Size-controlled Synthesis using the Chemical Reduction Method2013

    • Author(s)
      K. Kusada, H. Kobayashi, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Sumi, K. Sato, K. Nagaoka, Y. Kubota, H. Kitagawa
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 135 Issue: 15 Pages: 5493-5496

    • DOI

      10.1021/ja311261s

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  • [Journal Article] Hydrogen-Storage Properties of Solid-Solution Alloys of Immiscible Neighboring Elements with Pd2010

    • Author(s)
      Kohei Kusada, Miho Yamauchi, Hirokazu Kobayashi, Hiroshi Kitagawa, Yoshiki Kubota
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 132 Pages: 15896-15898

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  • [Presentation] The Properties and Structure of Novel PdRu Solid-solution Nanoparticles2012

    • Author(s)
      Kohei Kusada, Hirokazu Kobayashi, Yoshiki Kubota, Shoichi Toh, Syo Matsumura, Naoya Sumi, Katsutoshi Sato, Katsutoshi Nagaoka and Hiroshi Kitagawa
    • Organizer
      Japanese-German Symposium on Coordination Programming
    • Place of Presentation
      The University of Munster, Germany
    • Year and Date
      2012-10-25
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  • [Presentation] 新規PdRu固溶体ナノ粒子の構造と物性2012

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、久保田佳基、藤昇一、松村晶、角直哉、佐藤勝俊、永岡勝俊、北川宏
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(本郷キャンパス)
    • Year and Date
      2012-09-19
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    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川)
    • Year and Date
      2012-03-25
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    • Author(s)
      Kohei Kusada, Hirokazu Kobayashi, Hiroshi Kitagawa
    • Organizer
      3rd Asian Conference on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      デリー(インド)
    • Year and Date
      2011-10-19
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  • [Presentation] 新規固溶体型合金ナノ粒子の合成と物性2011

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、北川宏
    • Organizer
      第5回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 新規PdRu固溶体ナノ粒子の合成と水素吸蔵特性2011

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、北川宏
    • Organizer
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
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  • [Presentation] 新規固溶体型合金ナノ粒子の合成とその水素吸蔵特性2011

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、北川宏
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス
    • Year and Date
      2011-03-26
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Syntheses and Hydrogen-storage Properties of AgRh Solid-solution Alloy Nanoparticles2010

    • Author(s)
      K.Kusada, H.Kobayashi, R.Ikeda, H.Kitagawa, Y.Kubota
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2010-12-18
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  • [Presentation] 新規固溶体型合金ナノ粒子の水素吸蔵特性2010

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、北川宏
    • Organizer
      材料における水素有効利用研究会
    • Place of Presentation
      指宿いわさきホテル
    • Year and Date
      2010-12-10
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  • [Presentation] Syntheses and Properties of AgRh Solid-solution Alloy Nanoparticles2010

    • Author(s)
      K.Kusada, H.Kobayashi, R.Ikeda, H.Kitagawa, Y.Kubota
    • Organizer
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • Place of Presentation
      Makuhari, Chiba, Japan
    • Year and Date
      2010-09-20
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  • [Presentation] PdRu合金ナノ粒子の合成と構造2010

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、北川宏
    • Organizer
      第4回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen-Storage Properties and Synthesis of Solid-Solution Type AgRh Nanoparticles2010

    • Author(s)
      K.Kusada, H.Kitagawa, Y.Kubota
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      Kyoto, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2010-07-06
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      2010 Annual Research Report
  • [Book] 化学と工業2011

    • Author(s)
      草田康平、北川宏
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      日本化学会
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      2011 Annual Research Report
  • [Book] 燃料電池2011

    • Author(s)
      草田康平、小林浩和、山内美穂、北川宏
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      燃料電池開発情報センター
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      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 朝日新聞2010年12月31日

    • URL

      http://www.asahi.com/car/news/OSK201012300105.html

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  • [Remarks] 読売新聞2010年12月30日

    • URL

      http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20101229-OYTIT00817.htm

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 固溶体型PdRuナノ粒子触媒2012

    • Inventor(s)
      北川宏、草田康平、長岡勝俊、佐藤勝俊
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Filing Date
      2012-09-18
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      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] fcc構造を有するRuナノ粒子及ひその合成方法2011

    • Inventor(s)
      北川宏、草田康平
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Number
      2011-202735
    • Filing Date
      2011-09-16
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 固溶体型合金微粒子およびその製造方法2010

    • Inventor(s)
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    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Filing Date
      2010-04-23
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    • Overseas

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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