2008 Fiscal Year Annual Research Report
異種金属多核錯体からの合金ナノ粒子の作製と電極触媒への応用
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20036004
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
魚崎 浩平 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 教授 (20133697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 陽一 北海道大学, 触媒化学研究センター, 研究推進支援教授 (30004500)
加藤 昌子 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (80214401)
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| Keywords | 触媒・化学プロセス / ナノ材料 / 表面界面物性 / 超分子化学 / 超薄膜 |
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| Research Abstract |
白金族の電極は高効率な電極触媒として盛んに研究が行われている。例えば直接型メタノール燃料電池のアノード反応であるメタノール酸化反応は白金電極によって触媒される。しかし、その反応中間体であるCOが白金表面に強く吸着し、反応進行には高い過電圧が必要となる。白金上の吸着COは水から生成する吸着OH種と反応し、脱離すると考えられており、異種元素、特にルテニウムを混合することで白金上の吸着COの脱離を相乗的に促進できる。電析や、スパッタ法で作成した合金系が用いられているが、PtとRuが相分離するなど均一に混合した2元系触媒の作成が困難である。本研究では1分子中にPtとRuを1:1で含むヘテロ複核錯体を原料として用い、高活性な電極触媒の作成を目指している。昨年度は2, 5-dimercapto-1, 3, 4-thiadiazole(DMcTH_2) を架橋配位子としたPtRu複核錯体からの微粒子析出を試みた。本年度は表面上での分子間相互作用を高めるため、長鎖アルキル基を有するトリアジン誘導体を架橋配位子に用いて検討を行った。新規に合成したPtRu複核錯体([Pt^<II>(tlpy)-Ru^<II>(bpy)(trpy)(μ-L)](PF_6)_2(L=2-オクチルチオ-4, 6-ジメルカプト-1, 3, 4, -トリアジン))を電極表面に固定化し、その分子層を熱分解することで、PtRu微粒子層を形成した。また比較のため、Ru単核錯体およびDMcT架橋PtPt複核錯体でも同様の処理を行い、Ru微粒子層とPt微粒子層を作成した。HCio_4水溶液中、電気化学的酸化還元サイクルを繰り返すと、水素発生に伴う還元電流の増加が観測された。これは硫黄などの表面汚染種が除去され、活性な白金表面が露出した結果と考えられる。PtRu層のメタノール酸化活性は白金多結晶や白金微粒子層と比べて白金1原子あたり1桁高く、PtとRuの相乗効果が現れたものと考えられる。
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