2016 Fiscal Year Annual Research Report
Syntheses of trimetallic nanocrystals and their catalytic applications
| Project/Area Number |
25286003
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
辻 正治 九州大学, 炭素資源国際教育研究センター, 学術研究員 (30038608)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吾郷 浩樹 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10356355)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 複合ナノ微粒子 / 合金ナノ微粒子 / マイクロ波加熱 / 燃料電池触媒 / 自動車触媒 / 硝酸処理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ波(MW)加熱を用いてPt-YOx, Pt-Y系合金の廉価で大量合成が可能な液相合成法の開発を試みた。溶媒兼還元剤としてエチレングリコール、Pt原料としてcis-[Pt(NH3)2(NO2)2]またはPt(C5H7O2)2錯体、Y原料として(CH3COO)3Yを用いた。これらの混合物を30分間MW加熱・環流することで触媒を合成した。自動車触媒は酸性条件で使用されるため、PtxY系合金触媒を使用した場合は合金成分や金属酸化物が酸化溶出するという課題がある。よって事前に硝酸で加熱処理し、硝酸可溶成分を除去した。平均粒径が約3 nmの微粒子が炭素担体上に得られた。同じ触媒をオイルバス加熱で合成した場合には炭素担体上に微粒子が一部凝集した分散性の悪い触媒しか得られなかった。このことはMW加熱は炭素担体上にPtxY系触媒を高分散に担持可能な有効な手法であるといえる。
触媒の結晶構造や組成を分析した結果、硝酸処理前には主としてPtとアモルファスYOxがナノレベルで混合したPt-YOx触媒が得られ、硝酸処理後にはYOxは溶出するが0.52-0.90%という微量のY成分が残存することを確認した。二つのPt試薬を用いて合成したPt-YOx, PtxY系触媒の電気化学特性を、標準的な化学的手法で合成したPt/C, PtCo/Cと比較した。Pt触媒の試薬としてPt(C5H7O2)2錯体を用いた方がcis-[Pt(NH3)2(NO2)2]を使用した場合と比べて高い触媒活性が得られた。硝酸処理後に得られるPtxY系触媒の比活性はY元素の含有率が1%以下と極めて低いにも関わらず711μA/cm2 Ptと一番高く、Pt/C, PtCo/Cの1.4-2.0倍となった。この触媒は自動車触媒として今後実用新規PtxY系触媒としての利用が期待される。研究成果はトヨタと共同で特許申請と論文発表を行った。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Remarks |
金属ナノ微粒子の液相合成と触媒応用に関する情報を上記URLに掲載している。
|
Research Products
(12 results)
