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イオン液体への真空蒸着によるナノ粒子の合成と触媒への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19655075
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 無機工業材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

鳥本 司  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60271029)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードナノ材料 / 量子ドット / 触媒・化学プロセス / 電子・電気材料 / イオン液体 / スパッタ蒸着 / 合金ナノ粒子 / 表面プラズモン共鳴
研究概要

前年度までに、イオン液体の蒸気圧が無いという特徴を利用し、真空中で金属をスパッタ蒸着することによって、金属ナノ粒子を極めて簡便かつ迅速に作製できることを明らかにした。
本年度は、この手法により得られたAuナノ粒子の電極触媒反応への応用を目指して、高配向焼結グラファイト(HOPG)への固定化を試みた。スパッタ蒸着法により平均粒径2.6nmのAuナノ粒子が分散したイオン液体(TMPA-TFSA)を作製し、これをHOPG上に滴下して減圧下100〜150℃で加熱処理した。その後、有機溶媒ですすぐことにより余分なイオン液体を除去した。得られた電極のAFM観察より、100℃以上で熱処理すると、Auナノ粒子がHOPG上に高密度で単層に集積されることがわかった。さらに、HOPG上のAuナノ粒子のサイズは、固定化処理温度によって変化し、処理温度を100℃から150℃に上昇させると、固定化されたAuナノ粒子サイズが5.4nmから10nmへと増大した。粒子固定化の詳細な理由は明確になっていないが、疎水性のTFSAアニオンがAuナノ粒子に強く吸着するとともに、HOPGとの間での疎水性相互作用により、集積化したと推測される。150℃で作製したAuナノ粒子固定電極を用いて、酸素が飽和したアルカリ水溶液中でサイクリックボルタモグラムを測定したところ、-0.37 V vs. Ag/AgClに酸素の2電子還元に由来する還元ピークが確認された。また、数サイクル測定した後もAuナノ粒子の形状や固定状態にほとんど変化は見られず、安定な電極触媒として作用することがわかった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Thermally Induced Self-assembly of Gold Nanoparticles Sputter-deposited in Ionic Liquids on Highly Ordered Pyrolytic Graphite Surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      T. Torimoto, et al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 38

      ページ: 330-331

    • NAID

      10025120762

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Step Synthesis of Gold-Silver Alloy Nanoparticles in Ionic Liquids by a Sputter Deposition Technique2008

    • 著者名/発表者名
      T. Torimoto
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 691-693

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 真空蒸着法を用いるイオン液体中でのナノ粒子合成2007

    • 著者名/発表者名
      鳥本 司
    • 雑誌名

      触媒 49

      ページ: 630-635

    • NAID

      10020010928

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Ultrafine Metal Nanoparticles Dispersed in Ionic Liquids by a Sputter Deposition Technique2007

    • 著者名/発表者名
      T. Torimoto
    • 学会等名
      2nd International Congress on Ionic Liquids (COIL-2)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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