2018 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring new solid interfaces of concave-type nanopores in metallic crystals
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17K19044
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
山内 悠輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (10455272)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 多孔体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題においては，新たな白金メソ多孔体（メソポーラス白金）類を創製し，それらの電極触媒としての機能を詳細に調査する．これまでのシリカ系多孔体とは異なり，幅広い電気化学的な応用が期待できる物質である．特に，細孔表面に存在する配位不飽和金属原子は，触媒反応を大幅に促進させることができる活性なサイトとして働くことが期待できる．
具体的には，様々な両親媒性分子を水溶液中でミセル化し，目的とする金属の金属塩類を溶解させ，その後，電解析出法により，メソポーラス金属薄膜を導電基板上に電着させた．また，還元剤を用いる化学還元法により，粉末（ナノ粒子も含む）の合成も可能とした．
得られたサンプルの詳細な電子顕微鏡観察の結果から，高い結晶性を有する細孔壁を構築することにより，通常の金属ナノ粒子では形成が難しいとされている（熱的安定性の低い）高次結晶面やステップ，キンクなどが，細孔空間の露出表面には多く存在することが明らかになった．３Ｄトモグラフィーなども駆使し，粒子内部まで細孔空間が連続的に繋がっていることも証明できた．このような理想的な空間構造を設計することで，ゲスト種（反応物）が内部空間まで効率的に到達し，全金属表面を有効に使用し反応が行われていることも分かった．また，メソ細孔における広がった空間でのゲスト－ホスト相互作用に着目し，合金化による金属表面の改質，メソ細孔サイズの違いによる物性面での特徴も考察した．
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