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有機保護金属クラスターの電子構造の制御と触媒機能の発現

研究課題

研究課題/領域番号 21245001
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

佃 達哉  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (90262104)

研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
2011年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2010年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2009年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード金属クラスター / サイズ効果 / 触媒作用 / 電子構造
研究概要

1.PVP保護金クラスターの酸化触媒活性のサイズ効果の解明
我々は以前PVP保護金クラスターが空気酸化反応の触媒として作用し,その触媒活性が5nmを境として出現し,サイズの減少とともに徐々に上昇することを報告した.原子レベルでのサイズ効果を解明するために,通常のバッチ法とマイクロ混合法で合成した4種類の金クラスター試料のサイズ分布を,マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法によって評価した.アルコールの空気酸化反応に対する触媒活性を評価し質量分析の結果と比較することによって,70量体付近に明確な閾サイズが存在することを初めて見いだした。この結果は,金クラスターからの電位移動によって酸素分子が活性化されるという反応機構を支持している.
2.気相の金属クラスターの電子構造と酸素との反応性
気相金属クラスターによる酸素分子の活性化過程を調べるための装置開発を行った.レーザー蒸発法によるクラスター発生源の直後に温度が可変のガスセルを設置し,アルミニウムクラスターを使って装置の性能を確認した.セルを冷却することで,初めて酸素分子の付加体の検出に成功した,さらに,(1)クラスター生成量を増大させるために,マグネトロンスパッタクラスター発生源の設計と設置・調整,および(2)生成物の構造を解明するために光電子分光装置の立ち上げ・調整を行った.(1)については,アルミニウムクラスターの生成を透過型電子顕微鏡で確認した.(2)については,ハロゲン負イオン原子を使って動作を確認した.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (15件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Aerobic oxidations catalyzed by colloidal nanogold2011

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.; Tsunoyama, H.; Sakurai, H.
    • 雑誌名

      Chem.Asian J.

      巻: 6 ページ: 736-748

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of Au_<102>(p-MBA)_<44> nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      Levi-Kalisman, Y.; Jadzinsky, P.D.; Kalisman, N., Tsunoyama, H., Tsukuda, T., Bushnell, D.A., Kornberg, R.D.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 2976-2982

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and structural characterization of magic silver clusters protected by 4-(tert-butylbenzyl mercaptan2011

    • 著者名/発表者名
      Negishi, Y; Arai, R.; Niihori, Y.; Tsukuda, T.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MALDI mass analysis of 11 kDa gold clusters protected by octadecanethiolate ligands2010

    • 著者名/発表者名
      Tsunoyama, R.; Tsunoyama, H.; Pannopard, P.; Limtrakul, J.; Tsukuda, T.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 114 ページ: 16004-16009

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Electronic Structures of Au Clusters Stabilized by Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)on Aerobic Oxidation Catalysis2009

    • 著者名/発表者名
      Tsunoyama, H.; Ichikuni, N.; Sakurai, H.; Tsukuda, T.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 131

      ページ: 7086-7093

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magic Numbers of Gold Clusters Stabilized by PVP2009

    • 著者名/発表者名
      Tsunoyama, H.; Tsukuda, T.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 131

      ページ: 18216-18217

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノの世界の金属細工:金属クラスター2009

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 雑誌名

      化学と教育 57

      ページ: 238-239

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] ポリ(ビニルピロリドン)保護金ナノクラスターの触媒活性2009

    • 著者名/発表者名
      櫻井英博, 佃達哉
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 67

      ページ: 517-528

    • NAID

      10024968905

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 高分子保護金クラスターの酸素酸化触媒作用2009

    • 著者名/発表者名
      角山寛規, 佃達哉
    • 雑誌名

      触媒 51

      ページ: 354-359

    • NAID

      10025314854

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Aerobic Oxidation Catalyzed by Size-Selected Gold Clusters2011

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      Symposium on Size Selected Clusters
    • 発表場所
      Davos, Switzerland 招待講演
    • 年月日
      2011-03-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Thiolate-Protected Gold Clusters : Precision Synthesis and Application as Precursors of Size-Controlled Cluster Catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      GCOE symposium "One-day Workshop on Physical Chemistry of Nano-structured Materials
    • 発表場所
      Nagoya, Japan 招待講演
    • 年月日
      2011-03-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Oxidation Catalysis of Gold Clusters2011

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      The 1^<st> International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis "Advanced Chemical Methodology for Creating Materials"
    • 発表場所
      Sapporo, Japan 招待講演
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Catalysis of Gold Clusters2011

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      IMS Symposium on "Recent Progess and Prospects of Cluster Science and Functional Nano-structure Science"
    • 発表場所
      Okazaki, Japan 招待講演
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Catalysis of Gold Clusters2010

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      The 4th GCOE International Symposium "Towazds a Sustainable Future"
    • 発表場所
      Sapporo, Japan 招待講演
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Catalysis of Gold Clusters2010

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      Nano Thailand 2010
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand 招待講演
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスターの精密合成とサイズ特異的機能2010

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 学会等名
      平成22年度触媒学会西日本地区触媒技術セミナー「触媒最先端情報」
    • 発表場所
      京都 招待講演
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスターのサイズ特異的触媒機能2010

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 学会等名
      日本化学会第4回関東支部大会「先進ナノスケール構造体の科学」
    • 発表場所
      筑波 招待講演
    • 年月日
      2010-08-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスターの電子状態と酸化触媒機能2010

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 学会等名
      シンポジウム「電子状態理論の新機軸」
    • 発表場所
      岡崎 招待講演
    • 年月日
      2010-08-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Catalysis of Gold Clusters2010

    • 著者名/発表者名
      Tsukuda, T.
    • 学会等名
      FHI-CRC Joint Symposium
    • 発表場所
      Sapporo, Japan 招待講演
    • 年月日
      2010-04-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Size-Selective Synthesis of Gold Clusters and Catalytic Application to Oxidations2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukuda
    • 学会等名
      2^<nd> Joint Symposium of PCOSS, Xiamen Univ.& CRC, Hokkaido Univ.
    • 発表場所
      Xiamen, China
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Size-Specific Catalysis of Gold Clusters2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukuda
    • 学会等名
      5^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Size-Controlled Synthesis and Catalytic Application of Gold Clusters2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukuda
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Symposium on Synergy of Elements
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2009-08-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Catalytic Application of Size-Controlled Gold Clusters2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukuda
    • 学会等名
      The 238-th ACS National Meeting
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2009-08-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 配位子保護金クラスターの質量分析2009

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 学会等名
      第57回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2009-05-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 金ナノテクノロジー:その基礎と応用(シーエムシー出版)2009

    • 著者名/発表者名
      佃達哉
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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