2020 Fiscal Year Annual Research Report
Flocculation-enhanced catalysis of Cu nanoparticles specific to random assembly of inorganic nanosheets
| Project/Area Number |
19K15660
|
|---|
| Research Institution | Kogakuin University |
|---|
Principal Investigator |
宮川 雅矢 工学院大学, 先進工学部, 助教 (80758350)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 銅ナノ粒子 / 粘土ナノシート / 光誘起電子移動 / プラズモン発光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
粘土ナノシート上に直接合成した銅ナノ粒子（以下，銅ナノ粒子複合体）について，メチルビオロゲンを電子アクセプターとして，銅ナノ粒子からメチルビオロゲンへの光誘起電子移動反応で触媒活性を評価した．メチルビオロゲンの添加によって銅ナノ粒子複合体が凝集，沈殿すると分散系よりも触媒活性は向上した．これについては，電子移動反応が複合体内でのみ起こること，メチルビオロゲンが複合体に吸着して濃縮された反応場が構築されていることに由来すると結論づけた．
ナノシートの吸着容量を超える量のメチルビオロゲンを添加すると，ナノシートに吸着していない，溶液中に溶解しているメチルビオロゲンも還元された．これについては，銅ナノ粒子複合体がミクロな細孔構造を有し，溶解している分子は構造内に自由に出入りできるためである．コロイド粒子では一般に，凝集すると触媒活性などの反応性は下がることが知られているが，本研究では凝集は担体であるナノシートに由来し，担持されている銅ナノ粒子は凝集していなかったため，反応性が維持できたと考えられる．
メチルビオロゲンの代わりにアクリジンオレンジを加えた検討では，アクリジンオレンジがエネルギードナーとなることで銅ナノ粒子が発光することを見出した．これは，アクリジンオレンジが銅ナノ粒子複合体に吸着することで濃縮されたエネルギー移動系が構築されることに由来する．以上のように，ナノシートが集合することによって銅ナノ粒子あるいはその複合体は特異的な反応を示すことが明らかとなった．
|
