2015 Fiscal Year Annual Research Report
固体酸化物直接電解による新規なセラミックスナノ結晶合成法の開発
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26870273
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 克敏 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (80626010)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | セリア / ナノ結晶 / 形態制御 / 直接電解 / 複合触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、固体酸化物の直接電解反応を利用した電気化学的な酸化物ナノ結晶合成法の開発を目的とする。酸化物ナノ結晶合成法として現在までに様々な手法が提案されているが、いずれの手法においても反応過程での積極的な構造制御が難しく、任意の形態および構造を得ることができていない。本研究で提案する電気化学的手法を用いることができれば、反応過程での構造制御性が格段に向上し、機能性の高い酸化物ナノ結晶を環境負荷の小さい合成条件下で合成することが可能になると期待できる。一方で、導電性のない固体酸化物の反応を電気化学的に制御するためには、酸化還元対の基礎的な電気化学挙動の把握に加えて接触型電極上での直接電解反応の検討が不可欠である。
本研究では特に、産業上重要なセラミクス材料であるセリア（CeO2）に着目し、価数の異なるセリウム水溶液中においてイオン種および水酸化物の電気化学挙動について検討を行った。具体的には、3価および4価のセリウム水溶液にカルボン酸修飾剤を加えた系での沈殿形成反応の検討を行い、アルゴンガス雰囲気下の各水溶液中での電気化学測定、および沈殿物のX線回折およびラマン分光測定による分析を行った。また、沈殿の形成に伴って得られたスラリー中において白金電極を接触型電極として用いて、スラリー中の水酸化物沈殿の酸化還元挙動について検討した。これらの検討からセリアナノ結晶の形態と合成条件の相関を見出し、触媒材料への応用の可能性について検討するため、得られたセリアナノ結晶を用いてパラジウム等の貴金属材料との複合化について検討した。種々の条件で作製した複合触媒材料の電子顕微鏡観察を行い、触媒として有効なセリアナノ結晶／貴金属界面の形成条件を見出した。
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