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担持金属クラスターの3D構造制御と触媒作用の解明

Publicly Offered Research

Project Area3D Active-Site Science
Project/Area Number 17H05213
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

山添 誠司  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (40510243)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords金クラスター / 幾何構造 / 触媒作用 / 透過型電子顕微鏡 / 金ナノロッド / 3D構造 / 触媒 / XAFS
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,担持金クラスターや配位子保護金属クラスター,金属ナノ構造体の幾何構造を3次元で解明し,構造が示す光学特性や触媒作用を幾何構造の観点から解明することを目的とする.担持金クラスター触媒では触媒作用を支配する構造因子として,組成,構成金属原子数(サイズ)が挙げられる.ベンジルアルコール酸化反応活性に対する担持金クラスター触媒の組成・サイズ依存性を幾何構造の点から考察し,組成効果ではPd1原子ドープによるAuへの電子供与が,サイズ効果では100原子以上の金クラスターで結晶性のクラスターの形成が高い酸化触媒活性に寄与することをみいだした.さらに,カーボン上の配位子保護金属クラスターについて,焼成により正二十面体構造の担持金クラスターが生成すること,これに電子線を照射することで面心立方構造の金クラスターが選択的に生成することを明らかにし,幾何構造の制御に成功した.また,高分解能透過型電子顕微鏡を用いることで金ナノロッドの幾何構造を原子レベルで観察することに成功した.構造解析の結果,直径1.8 nmの金ナノロッドは面心立方構造を持つ金クラスターが双晶面を介して連なった連結体であることを明らかにした.本研究の成果である,金属クラスターの幾何構造が触媒作用に及ぼす効果の解明,幾何構造制御法の開発は,革新的な金属クラスター触媒を開発する上で重要であり,クラスター科学および触媒化学の発展に大きく貢献すると考えている.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] X-ray Absorption Spectroscopy on Atomically Precise Metal Clusters2019

    • Author(s)
      Yamazoe Seiji、Tsukuda Tatsuya
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 1 Pages: 193-204

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180282

    • NAID

      130007578564

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gold Ultrathin Nanorods with Controlled Aspect Ratios and Surface Modifications: Formation Mechanism and Localized Surface Plasmon Resonance2018

    • Author(s)
      Takahata Ryo、Yamazoe Seiji、Koyasu Kiichirou、Imura Kohei、Tsukuda Tatsuya
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 140 Issue: 21 Pages: 6640-6647

    • DOI

      10.1021/jacs.8b02884

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Model of Ultrathin Gold Nanorods Based on High-Resolution Transmission Electron Microscopy: Twinned 1D Oligomers of Cuboctahedrons2017

    • Author(s)
      Ryo Takahata, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu, Tatsuya Tsukuda
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 印刷中 Issue: 20 Pages: 10942-10947

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b12198

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] XAFSを用いた金属クラスターの構造・物性解明2019

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      PF XAFS ユーザーグループミーティング
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    • Invited
  • [Presentation] カウンターアニオンによるホスフィン保護金属クラスターの構造制御2019

    • Author(s)
      藤木裕宇,松山知樹,高谷光,安田伸広,中谷直輝,山添誠司
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] XAFSによる配位子保護合金クラスターの電子状態解析2019

    • Author(s)
      松山知樹,Sakiat Hossain,藏重亘, 朝倉博行, 河村直己,根岸雄一,中谷直輝,山添誠司
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] Functionalization of phosphine-protected gold clusters by ligand modification2019

    • Author(s)
      Vorakit Chudatemiya, Tomoki Matsuyama, Hikaru Takaya, Nobuhiro Yasuda, Seiji Yamazoe
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] M4-Mo4O16複合クラスター(M = Ru, Rh)の触媒応用2019

    • Author(s)
      小島拓, 三浦大樹, 宍戸哲也, 高谷光, 山添誠司
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属酸化物に保護された金クラスター触媒の精密合成2019

    • Author(s)
      澁澤一輝, 根岸雄一, 佃達哉, 山添誠司
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] Structures, Physical Properties, and Reactivity of Metal Clusters Characterized by X-Ray Absorption Fine Structure2018

    • Author(s)
      Seiji Yamazoe
    • Organizer
      Asian Symposium on Nanoscience and Nanotechnology 2018
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Base catalytic application of polyanionic metal oxide clusters2018

    • Author(s)
      Seiji Yamazoe, Shun Hayashi, Naoto Sasaki, Tatsuya Tsukuda
    • Organizer
      The 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] X-ray absorption fine structure: Local structural analysis and operando spectroscopy for metal clusters2018

    • Author(s)
      Seiji Yamazoe
    • Organizer
      Workshop to Discuss the Future of Gas Phase Research
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 配位子保護金属クラスターの精密合成とその物性2018

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 異種金属原子ドープがホスフィン保護金クラスターの電子状態に及ぼす効果2018

    • Author(s)
      松山知樹,Sakiat Hossain,藏重亘, 朝倉博行, 河村直己,根岸雄一,山添誠司
    • Organizer
      第21回XAFS討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Atomically Presice Synthesis and Catalysis of Metal Clusters2018

    • Author(s)
      Seiji Yamazoe
    • Organizer
      TMU and PetroMat Joint Mini Symposium on Catalysis and Advanced Materials 2018
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多価アニオン金属酸化物クラスターの塩基触媒応用2018

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      日本化学会第98春年会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 金属クラスターの精密合成とその触媒応用2018

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      相界面プロジェクトの年度末シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 金属クラスター触媒の精密合成とその触媒作用2017

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      平成29年度触媒学会ファインケミカルズ合成触媒セミナー「ファインケミカルズ合成触媒の現在と新しいアプローチ」
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] サイズ・組成を精密制御した金属クラスター触媒の合成とその触媒作用2017

    • Author(s)
      山添誠司
    • Organizer
      触媒学会若手会「第28回フレッシュマンゼミナール」
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 透過型電子顕微鏡を用いた極細金ナノロッドの結晶構造の統計的な解析2017

    • Author(s)
      高畑遼、山添誠司、小安喜一郎、佃達哉
    • Organizer
      ナノ学会第15回大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 極細金ナノロッド:原子構造、安定性、および光特性2017

    • Author(s)
      高畑遼、山添誠司、小安喜一郎、佃達哉
    • Organizer
      第11回分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ゾルゲル法を用いた金属酸化物保護金クラスターのサイズ選択的合成2017

    • Author(s)
      中島悠人、高畑遼、山添誠司、佃達哉
    • Organizer
      第120回触媒討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Optical Properties of Gold Ultrathin Nanorods: Effect of Aspect Ratio and Surface Modification2017

    • Author(s)
      Ryo Takahata, Seiji Yamazoe, Kiichirou Koyasu and Tatsuya Tsukuda
    • Organizer
      日本化学会 第98回春季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 首都大学東京 理学研究科 化学専攻 無機化学研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/yamazoelab/

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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