2019 Fiscal Year Annual Research Report
放射線によるナノ粒子材料創成のその場観察と機能材料の実用化
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15H02342
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 孝夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00174798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
中川 貴 大阪大学, 工学研究科, 招へい教授 (70273589)
堀 史説 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20275291)
仁谷 浩明 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (20554603)
田中 真悟 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (50357448)
久貝 潤一郎 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80617134)
水越 克彰 大阪大学, 工学研究科, 招へい教授 (60342523)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 放射線 / 触媒 / 抗菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線を利用したナノ粒子材料の創製を、協力企業に設置された加速器電子線（4.8 MeV、10 mA）もしくは阪大のコバルト60ガンマ線照射施設を用いて実施した。メソポーラス材料を担体とした貴金属触媒ナノ粒子の合成を試みた。ナノメートルオーダーの微細細孔内でも原料金属イオンの還元およびナノ粒子生成が可能であることを実験的に実証した。また、XAFS法を用いて細孔中の金属の化学状態を評価することで、細孔内での金属イオンの還元挙動を評価した。その結果、ナノ細孔中であっても放射線化学的素過程に従って還元反応が進行することが示唆された。また昨年度より開始した樹脂材料を担体とする貴金属ナノ粒子固定化について、その担持機構の検討を行った。XPS解析により、樹脂表面および担持Pdナノ粒子の化学状態解析を行い、樹脂表面にPdが固定化されていることを明らかにした。また出発原料水溶液に添加する還元助剤の濃度により、貴金属ナノ粒子がどのような化学状態で存在するかが異なることも分かった。それらの結果から、放射線照射により、ABS樹脂表面の改質と貴金属イオンの還元反応が同時に進行し、結果として貴金属ナノ粒子担持に至ることが示唆された。放射線法による担体への貴金属ナノ粒子担持において、担体と貴金属との相互作用の存在を実験的に初めて確認した。なお応用の側面からは、ABS樹脂表面にPdナノ粒子を固定化し触媒として作用させることで、エッチング処理を行っていないにもかかわらず、強固な無電解めっき膜が得られており、将来の実用化が期待される。貴金属以外のナノ粒子合成についての検討および応用に関する検討として、燃料電池用非白金触媒として有望なSnやNbといったナノ粒子合成を試みた。放射線の照射条件や原料水溶液組成を適宜調整することで、粒子生成が可能であることを見出した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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