| 研究課題/領域番号 |
15H02299
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
蔡 安邦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90225681)
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| 研究分担者 |
寺内 正己 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30192652)
亀岡 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60312823)
高倉 洋礼 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30284483)
野澤 和生 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (00448763)
西本 一恵 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10586168)
青野 祐美 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (80531988)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
40,170千円 (直接経費: 30,900千円、間接経費: 9,270千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2016年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2015年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
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| キーワード | 格子欠陥 / ナノ双晶 / 配位数 / CO酸化 / 触媒活性 / リーチング / 双晶 |
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| 研究成果の概要 |
従来不活性のAuは、ナノ粒子化することによりCO酸化に対し高い活性を示すことでその触媒起源について様々な視点で議論がなされてきた。本研究ではバルク型のポーラスAu においても高い低温CO酸化活性を示す新しい起源を発見した。ポーラスAuのリガメント上にナノスケールでかつ高密度の双晶が存在することを確認した。理論計算によると、双晶境界に存在する原子は通常の表面原子に比べて、配位数(=6)が小さく特異な活性サイトになり得る。双晶は面欠陥のために双晶境界が必ず表面に突き出て多数の活性点を形成する。これらのサイトでは酸素とCOの吸着エネルギーが低くなっており、触媒活性サイトになることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
双晶は金属材料中では敬遠される格子欠陥であるが、触媒作用において活性点を作り出すサイトになる。双晶は金属ではよく知られているが、触媒化学分野では全く知られない。しかし、この双晶が触媒に多く活性サイトを形成することは、触媒活性の起源に新しい概念を与えている。金属と触媒の両分野において新しい境界分野を形成することで大いに学術的意義が存在する。また、表面積の小さなバルク金属であっても、大量の双晶を導入することで高い触媒活性を達成するという、高活性のバルク金属触媒の開発に新しい指針を与えており、現実の有害ガス除去の触媒開発に拍車がかかることで社会的深い意義をもっている。
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