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貴金属クラスター触媒の原子レベル接合効果による協奏機能発現の理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 20037048
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

奥村 光隆  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40356712)

研究分担者 川上 貴資  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30321748)
北河 康隆  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60362612)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2008年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードヘテロ接合 / 低次元細孔 / ナノ構造 / 貴金属 / クラスター
研究概要

貴金属クラスター触媒系では、たとえ用いる貴金属の種類が同じでも担体の種類を変えることによって大きく触媒活性が変化することがある。このような効果は一般的には担体の特性変化によって触媒活性が変化するということがもっとも単純な説明である。それに対して担体が同じであっても担持する超微粒子のサイズや形状が変化することによっても触媒特性の変化が発現する。この効果は、超微粒子の形状が変化することによって担体との接合状態が変化するときには、ヘテロ接合効果と呼ばれている。そこでヘテロ接合効果の解明の理論的研究を行った。モデルとしては水垣らのPd-トリメチルアミン及びAu-トリメチルアミン触媒を検討した。この系は、理論計算から、トリメチルアミンは一分子あたり0.3電子程度の電荷移動を起こすと共に13量体の場合にはトリメチルアミンの吸着数が4分子まではおよそ相加的に電荷移動量が増大することが明らかになった。さらに、デンドリマーが吸着したPdクラスターの酸素活性化能が増大することが明らかになった。以上のことから、デンドリマーはクラスターとのヘテロ接合により、電荷移動相互作用が生じ、Pdクラスターがベアなクラスターよりも負に帯電することが明らかになった。しかし、デンドリマーのアミノ基のモノマーあたりの存在量がPVPのピロリドンの存在量よりも少ないことから、PVP等に比べるとデンドリマーの電荷移動相互作用は小さいということも推定される。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] BS DFT and BS HDFT Studies of Cr-Cr Sextuple Bond from the Viewpoint of Electron Correlation Effects2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 109

      ページ: 3315-3324

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of the interaction between oxygen molecules and small Au clusters using approximately spin-projected geometry optimization (AP-opt) method2009

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura
    • 雑誌名

      Catalysis Today 143

      ページ: 282-285

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition state optimization based on approximate spin-projection (AP) method2009

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

      Chem.Phys.Lett. 483

      ページ: 168-171

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] クラスター触媒の電子状態の理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 雑誌名

      生産と技術 61

      ページ: 1-4

    • NAID

      40016883800

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 計算機シミュレーションによる物質設計2009

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 雑誌名

      東海化学工業会会報 262

      ページ: 9-13

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] DFT studies of the characteristics of Pd-Pt core-shell clusters2008

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura
    • 雑誌名

      Res. Chem. Inter 34

      ページ: 737-742

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT Study for the Heterojunction Effect in the Precious Metal Clusters2008

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura
    • 雑誌名

      Mt. J Quant. Chem 108

      ページ: 2888-2895

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of the hetero-junction effect in PVP-stabilized Au-13 clusters. The role of PVP in their catalytic activities2008

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 459

      ページ: 133-136

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Calculations of the Characteristics of Precious Metal Clusters2008

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura
    • 雑誌名

      AIP conf. Proc. 1046

      ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The broken-symmetry and the spin projection methods for large singlet biradical systems2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa
    • 学会等名
      Asian International Symposium-Theoretical and Computational Chemistry
    • 発表場所
      大阪 近畿大学
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属超微粒子の特性と接合効果2009

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      ナノ構造触媒研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-11-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical calculations for organic and related molecular open shell compounds2009

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura
    • 学会等名
      3^<rd> Japanese-Russian Workshop
    • 発表場所
      淡路島・淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Spin Contamination Error of Broken-Symmetry Method on Singlet Biradical Molecules2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa
    • 学会等名
      3^<rd> Japanese-Russian Workshop
    • 発表場所
      淡路島 淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Vibrational frequency without Spin Contamination Error -Approximately Spin Projected Force Constant-2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa
    • 学会等名
      ICCMSE2009
    • 発表場所
      ギリシャ・ロードス
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] MX錯体の電子状態と磁気的相互作用に関する理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属クラスターのヘテロ接合による電子状態変化の理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      元素戦略・ナノクラスター連続研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属クラスターのヘテロ接合効果に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      第102回触媒討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 小数パラジウムクラスターと水素の相互作用におけるサイズ効果に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      藪下広高
    • 学会等名
      第102回触媒討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属クラスターの電子状態の理論計算-ヘテロ接合の観点から2008

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      第39回触媒サマーセミナー
    • 発表場所
      箱根
    • 年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 金ナノテクノロジー-その基礎と応用- 第12章金クラスターの計算化学2009

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 総ページ数
      345
    • 出版者
      CMC出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 大阪大学出版会2008

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      みず学への誘い
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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