| 研究課題/領域番号 |
21K05111
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小山 宗孝 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90221861)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 貴金属ナノ粒子 / 貴金属合金ナノ粒子 / 修飾電極 / ボルタンメトリー / 電気化学分析 / 貴金属合金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ニッケル線やニッケルマイクロ粒子を貴金属イオン水溶液中に浸漬するだけ、という非常に簡便な方法を用いて、イオン化傾向を利用して貴金属イオンを還元し、ニッケル表面に貴金属ナノ粒子を修飾する。特にその際、２種類の貴金属イオンの混合水溶液中に浸漬するなどの方法で、貴金属合金ナノ粒子修飾ニッケル電極を作製することにより、高度な電気化学分析を可能にするとともに、新しい電極触媒を開発する。
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| 研究実績の概要 |
最終年度となる本年度は、貴金属ナノ粒子を段階的にニッケル線に修飾する方法のひとつとして、金ナノ粒子を最初に修飾した後に、白金ナノ粒子を修飾する方法と、その方法で作製した電極のエタノール酸化に対する電極触媒特性について検討した。初年度に行った金・白金の一段階での同時修飾では、低濃度イオンの混合水溶液を用いても短時間で金・白金合金触媒を表面修飾できることが明らかになったが、金・白金の段階修飾においては、金ナノ粒子表面で２段階目に起こると白金の表面析出によって、エタノールの電極触媒応答が、金ナノ粒子に由来するものから金・白金合金ナノ粒子に由来する応答へと明瞭に変化していく様子が観測できた。その際、浸漬する白金イオン水溶液の濃度を、最初の金イオン水溶液濃度に比べて百分の一や千分の一に低下させても、金単独のものではなく金・白金合金に由来する大きな電極触媒応答が観測できた。つまり、２段階目に金表面に修飾した白金が支配的に機能して、電気化学応答が変化することがわかった。
研究期間全体では、貴金属合金の同時修飾や段階的修飾について広く検討を進めて研究を展開できた。研究成果としてこれまでに記載できた系は、特に興味深い成果が得られたものであるが、電気化学応答の変化が少なかったり修飾がうまくできないような系もあった。しかし、特徴的でない組合せや修飾法についても実験的に検証して。今後の参考になる結果が得られた。
また、白金ナノ粒子のニッケル表面への修飾を促進する方法として、銅イオンと塩化白金酸イオンをともに含む水溶液中にニッケル線を浸漬する方法や、硝酸銀と塩化白金酸イオンを含み白濁した懸濁水溶液中にニッケル線を浸漬する方法、塩化白金酸イオン水溶液に酸を添加する方法、などについても検討して、白金析出が促進できることを明らかにできた。
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