2018 Fiscal Year Annual Research Report
Precise synthesis and catalytic function of supported core-shell polymetallic cluster catalyst using coordination sites
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17K17687
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
北澤 啓和 立命館大学, 生命科学部, 助教 (10773385)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 金属クラスター / ナノ粒子 / 触媒 / 合金クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、液相法等の一般的なナノ粒子の合成法では合成が困難である粒径・組成・構成原子数等を制御した多元金属クラスターを、配位サイトを有する有機配位子や高分子を用いて精密に合成することを目的としている。
本年度は、前年度までに粒径2 nm以下のパラジウム (Pd) クラスターの合成が可能であることを確認した配位サイトを有する樹状高分子 (デンドリマー) を鋳型としたサイズ制御合成法を用いて、二元金属クラスターの合成と触媒活性の評価を行った。前年度に金属クラスターを合成する際に用い、粒径2 nm以下の金属クラスターの合成に有用であることを確認したポリアミドアミンデンドリマー (PAMAM) 及びフェニルアゾメチンデンドリマー (TPM) を用い、前年度までに合成を行ったPdクラスターの他に、金 (Au) クラスターや白金 (Pt) クラスターの合成まで展開し、前年度に引き続き、合成可能な金属クラスターの元素種の拡張を行い、各元素種の金属クラスターの合成条件を検討し、HAADF-STEM及びXAFSの測定をすることにより、合成可能であることを確認した。更に、これらを組み合わせ二元金属クラスターの合成条件の検討を行い、粒径2 nm以下のAuPd、PtCo、PtPd等の各種二元金属クラスターの合成を行い、HAADF-STEM、XAFS、EDS等の測定をすることにより、配位サイトを有するPAMAM及びTPMを鋳型とすることで粒径2 nm以下の多元金属クラスターを合成可能であることが示された。これら各種二元金属クラスターをメソポーラスカーボン等の担体に担持を行い、鈴木-宮浦カップリング反応や酸素還元反応の触媒として用い、触媒活性の評価を行ったところ、二元化することで単一元素種と比較し、触媒活性が向上することが示された。
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