軽元素との合金化および結晶構造制御による新規貴金属ナノ物質材料の開発

• 研究課題/領域番号: 17J10244
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 脇坂 拓生 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2017-04-26 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 結晶構造制御 / オスミウム / ナノ粒子 / ロジウム / 炭化物 / 電極触媒 / 水素発生反応

研究実績の概要

通常、金属は一つの結晶構造をとり、それを自在に制御することは非常に困難である。しかし、近年、ナノサイズ化により結晶構造を制御したという報告例がある。その数は未だ少なく、結晶構造制御の手法の確立にはさらなる例が必要とされる。そこで、金属オスミウムの結晶構造制御を目的とした。通常、金属オスミウムはhcp構造をとり、fcc構造やbcc構造等の他の構造は取り得ない。周期表上で一つ上の原子であるルテニウムも同様にhcp構造をとるが、fcc構造を有するルテニウムナノ粒子が報告されている。このfcc構造のルテニウムナノ粒子の合成手法を参考に、fcc構造を有するオスミウムナノ粒子の合成を行った。PXRD、原子分解能STEM観察から、得られたオスミウムナノ粒子がfcc構造を有することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Discovery of face-centred cubic Os nanoparticles (2020)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka Takuo、Kusada Kohei、Yamamoto Tomokazu、Toriyama Takaaki、Matsumura Syo、Ibrahima Gueye、Seo Okkyun、Kim Jaemyung、Hiroi Satoshi、Sakata Osami、Kawaguchi Shogo、Kubota Yoshiki、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 56 号: 3 ページ: 372-374
  • DOI: 10.1039/c9cc09192k
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Catalytic Activity of Rh Nanoparticles with High-index Faces for Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Solution (2020)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka Takuo、Kusada Kohei、Wu Dongshuang、Yamamoto Tomokazu、Toriyama Takaaki、Matsumura Syo、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 49 号: 2 ページ: 207-209
  • DOI: 10.1246/cl.190830
  • NAID: 130007795209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Synthesis for a Noble Metal Carbide (2019)
  • 著者名/発表者名: W. Takuo, K. Kohei, W. Dongshuang, Y. Tomokazu, T. Takaaki, M. Syo, A. Hiroshi, Y. Osamu, I. Kazutaka, O. Toshiya, P. Natalia, C. Yanna, K. Loku S. R., S. Chulho, S. Osami, X. Wei, K. Michihisa, K. Yoshiki, K. Shogo, A. Ryan L., A. Susan M., A. Elvis F., N. Hiroshi, K. Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 142 号: 3 ページ: 1247-1253
  • DOI: 10.1021/jacs.9b09219
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ロジウム炭化物の電極触媒活性評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 脇坂 拓生, 草田康平, 山本 知一, 鳥山 誉亮, 松村 晶, 北川 宏
  • 学会等名: 第17回 物性科学センター講演会・研究交流会
• [学会発表] Fcc 構造を有するオスミウムナノ粒子の合成と同定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 脇坂 拓生, 草田 康平, 山本 知一, 鳥山 誉亮, 松村 晶, 河口 彰吾, 久保田 佳基, 北 川宏
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 新規ロジウム炭化物ナノ粒子の合成と HER 触媒活性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 脇坂拓生, 草田康平, Dongshuang Wu, 山本知一, 松村晶, Ryan Arevalo, Susan Aspera, Elvis Arguelles, 中西寛, 北川宏
  • 学会等名: ナノ学会第17回大会
• [学会発表] ロジウム炭化物の電極触媒活性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 脇坂拓生, 草田康平, Dongshuang Wu, Xie Wei, 古山通久, 北川宏
  • 学会等名: 第17回京都大学物性科学研究センター講演会・研究交流会
• [学会発表] Characterization and HER Catalytic Activity of Novel Rhodium Carbide (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuo Wakisaka, Kohei Kusada, Dongshuang Wu, Tomokazu Yamamoto, Syo Matsumura, Takaaki Toriyama, Wei Xie, Michihisa Koyama, Hiroshi Akiba, Osamu Yamamuro, Kazutaka Ikeda, Toshiya Otomo, Shogo Kawaguchi, Yoshiki Kubota, Hiroshi Kitagawa
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] ロジウム炭化物の磁性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇坂 拓生, 草田 康平, 林 幹大, Xie Wei, 古山 通久, Natalia Mueller, 坂田 修身, 北川 宏
  • 学会等名: 第16回 京都大学物性科学センター講演会・研究交流会