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金属微粒子上で電極反応が起こると、通常には見られない触媒反応が観察される。申請者は以前、平板電極上に分散させたサブミクロン粒子を電極として、メタノール・ぎ酸・フェノールの酸化およびグルコース検出の際の過酸化水素の還元において、電位に利得があることを見出した。本研究では、金属微粒子を導電性高分子によって、固定化・安定化した膜を用いて触媒機能を調べることを目指した。
グルコースオキシデーズ(GOD)を含む溶液中で、ロジウムを電解析出したポリピロール被覆電極に0.0Vをかけたときに流れる電流は、グルコースの添加量と共に増加した。定常電流値に達するのに15分かかった。電流のグルコースに対する変化はほぼ一次であったが、原点を通らなかった。遅い応答は反応の遅さによるのではなく、溶液中の酸素の不足または膜内の遅い拡散による。これまでの理論によると反応拡散電流密度はj=-2F s^*κ√kD tanh[(L/2)√(k/D)]で表せる。ここでLは膜の厚さであり、s^*はGODの濃度である。この式を用いて、電流のLに対する変化からk/Dを算出した。D=2×10^<-5>cm^2s^<-1>を用いるとkκ^2=8×10^<-3>s^<-1>となった。
次に、ロジウム微粒子の代わりに酸化チタン粒子を溶液内に分散させ、光応答を測定した。紫外光を照射すると、電流は流れたが、ポリピロールがさらに酸化する電流と思われた。酸化チタン粉末を膜に取り込まずに溶液に分散させたところ、酸化電流はあまりに小さかった。類似の測定を、ダイヤモンド粒子を用いて光を照射せずに測定した。ロジウム粒子に見られた酸化電流の触媒効果は見られなかった。ダイヤモンド粒子の活性化またはイオンによるドーピングが必要と思われる。ダイヤモンドの粒子の電気化学的酸化では、活性とはならなかった。粒子の合成過程から考察する必要があることがわかった。
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