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酸化グラフェンナノシート上で成長した貴金属ナノ粒子の電気化学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 12F02335
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 分析化学
研究機関京都大学

研究代表者

小山 宗孝  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90221861)

研究分担者 CHEN Xiaomei  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
CHEN Xiaomei  京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2014年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2013年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードグラフェンナノシート / 金属ナノ粒子 / 電極触媒 / 合金ナノ粒子 / 酸化グラフェン / 電極触媒反応 / 白金 / パラジウム / グラフェン酸化物
研究実績の概要

本年度は、昨年度に続いて、さらに酸化グラフェンの還元反応と金属イオンの還元反応を組み合わせた合金ナノ粒子-グラフェン複合材料の調製と応用について検討した。まず、白金・パラジウム合金系では、ナノデンドライトの形成とその均一触媒系への応用について検討した。その結果、白金・パラジウムナノデンドライトとグラフェンの複合体が、過酸化水素の比色分析を可能にする均一溶液内触媒として有効であることがわかった。また、金・パラジウムの合金ナノ粒子についてもグラフェンとの複合化について検討しその調製を可能にするとともに、それがパラニトロフェノールの還元触媒に有効に利用できることを明らかにした。
合金系での検討に加えて、金属ナノ粒子を機能化したのちグラフェンと複合化して応用展開することについても試みた。その結果、クエン酸で機能化した金ナノ粒子とグラフェンのナノ複合体は、過酸化水素に対して酵素的に機能して触媒として利用できることがわかった。また、クエン酸で機能化したパラジウムナノ粒子グラフェン複合体は、パラニトロフェノールの還元触媒に高い触媒特性を有することが明らかになった。
いずれの場合も、構造や組成が類似した金属ナノ粒子-グラフェン複合系と系統的に比較することにより、新たに調製したナノ複合材料の優れた特性を明らかにできた。また、全般的な知見として、合金化による協奏的な効果が高機能な触媒の構築に有効であることや、化学還元によって形成されるキューブやデンドライトなどのナノ構造も触媒特性の向上に効果的であることがわかった。
本年度の成果については、実施期間は7ヶ月と限られていたが、4報の原著論文として発表するとともに、国際学会においてもポスター発表で報告した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] AuPd bimetallic nanoparticles decorated on graphene nanosheets: their green synthesis, growth mechanism and high catalytic ability in 4-nitrophenol reduction2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Zhixiong Cai, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 16 ページ: 5668-5674

    • DOI

      10.1039/c3ta15141g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Au nanoparticles on citrate-functionalized graphene nanosheets with a high peroxidase- like performance2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Xiaotian Tian, Bingyuan Su, Zhiyong Huang, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 43 号: 20 ページ: 7448-7454

    • DOI

      10.1039/c3dt53316f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] PtPd nanodendrites supported on graphene nanosheets: A peroxidase-like catalyst for colorimetric detection of H2O22014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Bingyuan Su, Zhixiong Cai, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B

      巻: 201 ページ: 286-292

    • DOI

      10.1016/j.snb.2014.04.067

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Palladium Nanoparticles on Citrate-functionalized Graphene Oxide with High Catalytic Activity for 4-Nitrophenol2014

    • 著者名/発表者名
      Bingyuan Su, Yuzhu Jia, Shuqiong Zhang, Xiaomei Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 号: 6 ページ: 919-921

    • DOI

      10.1246/cl.140105

    • NAID

      130004868187

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of bimetallic PtPd nanocubes on graphene with N, N-dimethvlformamide and their direct use for methanol electrocatalytic2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Zhixiong Cai, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 66 ページ: 387-394

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green synthesis of graphene-PtPd alloy nanoparticles with high electrocatalytic performance for ethanol oxidation2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Zhixiong Cai, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 2 ページ: 387-394

    • DOI

      10.1039/c3ta13155f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonenzymatic sensing of glucose at neutral pH values using a glassy carbon electrode modified with graphene nanosheets and Pt-Pd bimetallic2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Xiaotian Tian, Limin Zhao, Zhiyong Huang
    • 雑誌名

      Microchimica Acta

      巻: 181 号: 7-8 ページ: 783-789

    • DOI

      10.1007/s00604-013-1142-0

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Surfactant-Free AuPdNanoparticles on Graphene Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Performance2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Munetaka Oyama
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Facile Synthesis of Bimetallic Pt-Pd Nanocubes on Graphene and Their Electrocatalytic Properties for Methanol Oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Zhixiong Cai, Xi Chen. Munetaka Ovama
    • 学会等名
      The Fourteenth International Symposium on Electroanalytical Chemistry (14th ISEAC)
    • 発表場所
      長春、中華人民共和国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Graphene-PtPd Alloys with High Electrocatalytic Activity for Ethanol Oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      Xiaomei Chen, Xi Chen, Munetaka Oyama
    • 学会等名
      224th Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ、アメリカ合衆国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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