2016 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of alloy nanoparticle catalysts by solvated electron
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15K13801
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
北野 政明 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (50470117)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 溶媒和電子 / 合金ナノ粒子 / アンモニア合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高い還元力を有する溶媒和電子を利用した合金ナノ粒子触媒の創成を目的としている。研究計画時には、金属ナトリウムを液体アンモニアに溶解させることによって生じる溶媒和電子を利用する予定であったが、取り扱いが困難であるなどの理由から、金属ナトリウムをナフタレン＋THF溶液中に溶解させることによって生じるSodium Naphthalenideを用いて研究を行った。Sodium Naphthalenideは、液体アンモニア中で生成する溶媒和電子と同等の高い還元力を有し、直径約2 nm程度のCo-Mo合金ナノ粒子を合成することに成功した。Co-Mo合金ナノ粒子をCeO2上に担持した触媒は、CoのみMoのみを担持した触媒よりも遙かに高いアンモニア合成活性を示した。また、含浸法により合成したCo-Mo触媒では、高い活性は得られなかった。STEM-EDX分析により、粒子内にCoとMoが均一に存在しており合金化していることが明らかとなった。本液相還元法により合成したCo-Mo/CeO2触媒は、Co,Moの使用量が1/20程度であるにもかかわらずCo3Mo3Nよりも高い触媒活性を示した。
窒素吸着能の高いWと低いNiを合金化させたW-Ni合金ナノ粒子触媒の合成も検討している。この場合においても、NiやWのみではほとんどアンモニア合成活性は示さないが、Ni-W合金ナノ粒子触媒では、より低温で高い触媒活性を示すことが明らかとなった。
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