2023 Fiscal Year Annual Research Report
多元金属クラスター精密合成法の開発と触媒機能の創出
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19K15377
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
北澤 啓和 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (10773385)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 金属クラスター / ナノ粒子 / 合金クラスター / デンドリマー / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ポリアミドアミンデンドリマー（PAMAM）を鋳型として用いて合成した金属クラスターに対し、錯形成部位を有するチオールを他金属元素との架橋サイトとして用いることで、二種類以上の元素種からなる多元金属クラスターの新規合成法の開発を目指した。
前年度までに、PAMAMを用いてメソポーラスカーボン（MPC）担持Auクラスターを合成し、これに錯形成部位を有するチオールを配位させ（Au-S/MPC）、XAFSを用いることでAuクラスターにS配位していることを明らかにした。このチオールの錯形成部位に対して錯形成する金属塩をUV-visタイトレーションにより確認し、Au-S/MPCにこの金属塩を加え、還元することで、HAADF-STEM及びEDS元素マッピングから二元金属クラスターが合成可能であることが示された。本年度は、前年度までに確認した二元金属クラスターの還元方法等の合成条件の最適化を行うことで、合成した二元金属クラスター中の金属元素種の組成比の調整法等の検討を行った。水素雰囲気下で還元することで合成した二元金属クラスター（Au-Cu/MPC）のHAADF-STEM及び EDS元素マッピングからAu-Cuクラスターの粒径及び組成、XPSから合成したAu-Cuクラスターの電子状態、ICP-AESから合成したAu-Cuクラスター中の金属元素種の組成比を測定し、粒径2 nm以下のAu-Cuクラスターの合成に成功した。
本研究により、錯形成部位を有するチオールが他金属元素との架橋サイトとして有用であることが見出され、それを用いることで二元金属クラスターの新規合成法を確立することができた。これにより、新規の二元金属クラスターの合成に繋げることができ、金属クラスターの触媒機能の改善の足がかりとなったと考えられる。
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