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金属ナノ細線のメソ細孔内鋳型合成と触媒作用

研究課題

研究課題/領域番号 11650803
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 触媒・化学プロセス
研究機関北海道大学

研究代表者

福岡 淳  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (80189927)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードナノ細線 / ナノ粒子 / 鋳型合成 / メソ細孔 / 合金 / 触媒 / ナノテクノロジー / 超微粒子
研究概要

平成12年度は、メソ細孔シリカFSM-16(細孔径2.7nm)と有機-無機ハイブリッドメソ細孔シリカHMM-1(細孔径3.1nm)を鋳型として、遷移金属ナノ細線を合成し、構造解析、物性と触媒作用を検討した。その結果、以下の知見を新たに得た。
1.FSM-16にPt塩を含浸させ乾燥を十分に行うこと、及び光還元時に共存させるアルコールを2-プロパノールからメタノールに替えることで、より長いPtナノ細線を細孔内に合成できるようになった。
2.HMM-1を担体としてPtおよびRhナノ細線を細孔内に合成することができた。Rhナノ細線としては初めての例である。
3.HMM-1細孔内で、Pt-Rh、Pt-Pdナノ細線に合成することに成功し、これらは結晶性の高い合金ナノ細線であることを示した。合金ナノ細線としては初めての例である。また、HMM-1細孔内のナノ細線は特徴的なナノネックレス構造をもつことを明らかにした。
4.Ptナノ細線/FSM-16でブタン水素化分解反応を行うと、ナノ粒子よりも36倍高い水素化分解活性(TOF)を示した。ナノ細線という「形」が水素化分解「機能」を著しく向上させるという興味深い結果を得た。一方、Pt-Rhナノ細線/FSM-16ではイソブタンへの異性化活性が出現した。Pt-Pdナノ細線/HMM-1の低温での磁化率は、Ptナノ細線/HMM-1よりも著しく向上した。これは合金かつナノ細線構造という複合効果によるものである。
5.ベンゼン/エタノール混合溶媒中で四級アンモニウム塩を共存させてPtナノ細線/FSM-16を処理すると、一部のPtナノ細線を抽出できることが分かった。これまで、鋳型としてのメソ細孔物質をフッ酸で溶解(破壊)してナノ細線を回収することは行われていたが、非破壊的な回収法である化学的抽出法が可能となった。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Templating Fabrication and Catalysis of Platinum Nanowires in Mesoporous Channels of FSM-16"Studies in Surface Science and Catalysis. 130. 3041-3046 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Ship-in-bottle synthesis and catalytic performances of platinum carbonyl clusters, nanowires, and nanoparticles in micro- and mesoporous materials"Catalysis Today. (発表予定). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation and catalysis of mono- and bimetallic nanowire and -particle in FSM-16"Microporous and Mesoporous Materials. (発表予定). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation, XAFS Characterization, and Catalysis of Platinum Nanowires and Nanoparticles in Mesoporous Silica FSM-16"Topics in Catalysis. (発表予定). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Novel Templating Synthesis of Necklace-shaped Mono- and Bimetallic Nanowires in Hybrid Organic-Inorganic Mesoporous Material"Journal of the American Chemical Society. (発表予定). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Template synthesis and catalysis of bimetallic platinum-rhodium and-palladium nanowires in mesoporous materials"Studies in Surface Science and Catalysis. (発表予定). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kunitake: "Precision Polymers and Nano-Organized Systems"Kodansha. 350 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Templating Fabrication and Catalysis of Platinum Nanowires in Mesoporous Channels of FSM-16"Studies in Surface Science and Catalysis. 130. 3041-3046 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Ship-in-bottle synthesis and catalytic performances of platinum carbonyl clusters, nanowires, and nanoparticles in micro-and mesoporous materials"Catalysis Today. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation and catalysis of mono-and bimetallic nanowire and -particle in FSM-16"Microporous and Mesoporous Materials. (in press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation, XAFS Characterization, and Catalysis of Platinum Nanowires and Nanoparticles in Mesoporous Silica FSM-16"Topics in Catalysis. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Novel Templating Synthesis of Necklace-shaped Mono- and Bimetallic Nanowires in Hybrid Organic-Inorganic Mesoporous Material"Journal of the American Chemical Society. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Template synthesis and catalysis of bimetallic platinum-rhodium and -palladium nanowires in mesoporous materials"Studies in Surface Science and Catalysis. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kunitake: "Precision Polymers and Nano-Organized Systems"Kodansha. 350 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Templating Fabrication and Catalysis of Platinum Nanowires in Mesoporous Channels of FSM-16"Studies in Surface Science and Catalysis. 130. 3041-3046 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Ship-in-bottle synthesis and catalytic performances of platinum carbonyl clusters, nanowires, and nanoparticles in micro-and mesoporous materials"Catalysis Today. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation and catalysis of mono- and bimetallic nanowire and -particle in FSM-16"Microporous and Mesoporous Materials. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Preparation, XAFS Characterization, and Catalysis of Platinum Nanowires and Nanoparticles in Mesoporous Silica FSM-16"Topics in Catalysis. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Novel Templating Synthesis of Necklace-shaped Mono- and Bimetallic Nanowires in Hybrid Organic-Inorganic Mesoporous Material"Journal of the American Chemical Society. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Template synthesis and catalysis of bimetallic platinum-rhodium and -palladium nanowires in mesoporous materials"Studies in Surface Science and Catalysis. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kunitake: "Precision Polymers and Nano-Organized Systems"Kodansha. 350 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 座間勝昭: "メソ細孔空間を利用した金属錯体のシップインボトル合成・固定化と触媒機能"ゼオライト. 16. 159-166 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fukuoka: "Precision Polymers and Nano-Organized Systems (分担執筆)"Wiley (発表予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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