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2023 Fiscal Year Annual Research Report

層状ケイ酸塩の表面構造を転写した直径サブnmの金属ナノワイヤーの作製

Research Project

Project/Area Number 22KJ2946
Allocation TypeMulti-year Fund
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

彌富 昌  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Keywords金属ナノ粒子 / 層状ケイ酸塩 / シリル化 / SiH基 / その場還元 / 鋳型合成法
Outline of Annual Research Achievements

直径がnmオーダーの1次元の金属ナノ構造体である金属ナノワイヤー(MNW)は、直径を小さくすることで特異な性質を示すことが予想されている。しかし、従来法ではMNWを直径サブnmで精密制御しつつ単離することは不可能である。本研究では、層状ケイ酸塩というSiO4四面体からなる2次元の結晶性ナノシートが積層した物質の表面に存在するサブnmスケールの溝に着目し、層が閉じた状態で金属を析出させ、その後層を開くことでMNWを取り出すという新規鋳型合成法の開発を目指している。
本年度は主に層間で金属ナノ粒子を作製するための条件検討を行った。金属源としては標準電極電位が大きく確実に還元可能なAuイオンを用いて、層状ケイ酸塩のシリル化誘導体と混合することで、層間での金の析出を試みた。得られた試料を電子顕微鏡観察したところ、数nm程度のナノ粒子と数百nm程度の粗大粒子が観察された。また、固体29Si NMRよりSiH基の量が減少していることが確認されたことから、層間のSiH基と金イオンの反応により層間に金ナノ粒子が析出したと考えられる。試料断面の電子顕微鏡像を測定すると、層を押し除けるように小さな粒子が析出している様子も観測された。このような層間での粒子成長時のシリケート層の変化を電子顕微鏡で確認できたのは初めてである。さらに、試料の王水洗浄により外部析出している粗大粒子を除去し、層間に粒径数nmの金ナノ粒子が存在することを確認した。さらに作製した試料の触媒活性についても調査した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Swelling ability and Lewis acidity of layered octosilicate modified with isolated dialkyltin species2024

    • Author(s)
      Yatomi Masashi、Kuroda Kazuyuki、Shimojima Atsushi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 53 Pages: upae020

    • DOI

      10.1093/chemle/upae020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immobilization of isolated dimethyltin species on crystalline silicates through surface modification of layered octosilicate2023

    • Author(s)
      Yatomi Masashi、Hikino Takuya、Yamazoe Seiji、Kuroda Kazuyuki、Shimojima Atsushi
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 52 Pages: 18158~18167

    • DOI

      10.1039/D3DT03231K

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 結晶性シリカナノシートをビルディングブロックとしたナノ多孔体の作製2024

    • Author(s)
      長谷部颯太、堀暖奈、彌富昌、松野敬成、下嶋敦
    • Organizer
      日本セラミックス協会2024年年会
  • [Presentation] 層状ケイ酸塩層表面へのSi-H基の固定化による金属イオンの還元2023

    • Author(s)
      堀 暖奈, 彌富 昌, 松野敬成, 黒田 一幸, 下嶋 敦
    • Organizer
      第66回粘土科学討論会
  • [Presentation] 有機シリル基で修飾した層状ケイ酸塩の超音波処理による剥離挙動2023

    • Author(s)
      脇野莉帆, 鈴木舞, 宮本佳明, 彌富昌, 堀暖奈, 松野敬成, 下嶋敦
    • Organizer
      第13回CSJフェスタ2023
  • [Presentation] 有機シリル基で修飾した層状ケイ酸塩の剥離挙動2023

    • Author(s)
      脇野莉帆, 鈴木舞, 宮本佳明, 彌富昌, 堀暖奈, 松野敬成, 下嶋敦
    • Organizer
      第27回ケイ素化学協会シンポジウム
  • [Presentation] 層状ケイ酸表面SiOH基へのSn修飾による配位不飽和Snサイトの構築2023

    • Author(s)
      岩上健、片山穂南、疋野拓也、彌富昌、松野敬成、下嶋敦
    • Organizer
      第39回ゼオライト研究発表会
  • [Presentation] Synthesis of Sn-incorporated Layered Silicates as Lewis Acid Catalysts2023

    • Author(s)
      Takeshi Iwakami, Honami Katayama, Masashi Yatomi, Takuya Hikino, Takamichi Matsuno, Atsushi Shimojima
    • Organizer
      8th International Sol-Gel Society Workshop Sustainable Sol-Gel Energy Materials (SUSGEM2023)
  • [Remarks] 下嶋研究室HP

    • URL

      https://shimojima-lab.com/publications/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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