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金ナノ粒子触媒の膨張する界面の活性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24656031
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 崇之  東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (10367120)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードナノ粒子触媒 / 表面界面物理学 / 触媒環境科学 / 透過電子顕微鏡 / 電子エネルギー損失分光法 / カソードルミネッセンス分光 / 余剰電子 / 電子エネルギー損失分広報 / カソードルミネッセンス法 / 金属ナノ粒子触媒 / ガス雰囲気その場観察 / 透過電子顕微鏡(TEM) / 金 / チタニア(TiO2) / 活性酸素 / スペクトラムマッピング
研究概要

チタニア基板に担持された直径4nm以下の金ナノ粒子(金/チタニア)の触媒活性機構を解明するため、吸着分子の反応過程や余剰電子の供給源について研究した。余剰電子の供給源とされる格子間チタンを収差補正透過電子顕微鏡で直接観察し、金/チタニアの界面周縁に格子間チタンが集積していることを明らかにした。金/チタニアで酸素暴露時におこる界面膨張の報告は、この格子間チタンと酸素分子の反応で膨張界面を形成すると考えるとよく説明できる。さらにガス雰囲気で取得したカソードルミネッセンススペクトルに基づき、金/チタニアで形成される膨張界面に含まれる共鳴電子状態(超酸化物)がCO酸化反応を促進するモデルを提案した。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct observation of interstitial titanium ions in TiO2 substrate with gold nanoparticle2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tanaka, Ami Sumiya, Hidetaka Sawada, Yukihito Kondo, Kunio Takayanagi
    • 雑誌名

      Surf. Sci. vol. 619, pp. 39-43, 2014.

      巻: 619 ページ: 39-43

    • DOI

      10.1016/j.susc.2013.06.017

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEM Imaging and Cathode Luminescence Spectroscopy of CO Oxidation Catalyst of Gold Nanoparticle on TiO_2 in CO and O_2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proceedings of Electron Microscopy and Analysis Group Conference 2013

      ページ: 56-56

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in Gas Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 19 (Suppl. 2) ページ: 1708-1709

    • NAID

      110009756338

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Controlled polarity of sputter-deposited aluminum nitride on metals observed by aberration corrected scanning transmission electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      T. Harumoto, T. Sannomiya, Y. Matsukawa, S. Muraishi, J. Shi, Y. Nakamura, H. Sawada, T. Tanaka, Y. Tanishiro, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: Vol. 113 号: 8 ページ: 84306-84306

    • DOI

      10.1063/1.4792942

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 収差補正電子顕微鏡と表面・界面科学2013

    • 著者名/発表者名
      高柳邦夫, 大島義文, 李小淵, 田中崇之, 谷城康眞
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 34 号: 5 ページ: 226-233

    • DOI

      10.1380/jsssj.34.226

    • NAID

      10031170835

    • ISSN
      0388-5321, 1881-4743
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in CO and O2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proceedings of American Physical Society

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Controlled polarity of sputter-deposited aluminum nitride on metals observed by aberration corrected scanning transmission electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      T. Harumoto, T. Sannomiya, Y. Matsukawa, S. Muraishi, J. Shi, Y. Nakamura, H. Sawada, T. Tanaka, Y. Tanishiro, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 ページ: 84306-84306

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEM Imaging and Cathode Luminescence Spectroscopy of CO Oxidation Catalyst of Gold Nanoparticle on TiO2 in CO and O2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proceedings of Electron Microscopy and Analysis Group Conference 2013

      巻: なし ページ: 56-56

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in Gas Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 19 (Suppl. 2) ページ: 1708-1709

    • NAID

      110009756338

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in CO and O2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proc. American Physical Society

      巻: Q1 ページ: 219-219

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 金ナノ粒子触媒のガス雰囲気カソードルミネッセンス分光2013

    • 著者名/発表者名
      田中 崇之、山本 直紀、高柳 邦夫
    • 雑誌名

      Meeting Abst. of Phys. Soc. of Jpn.

      巻: 68 ページ: 981-981

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct Observation of Interstitial Titanium Ions in the CO Oxidation Model Catalyst Au/TiO_22012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, A. Sumiya, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 18 (Suppl. 2) ページ: 1300-1301

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Catalytic mediation by Ti-deficient Ti_<1-x>O_2 pillars at a gold nanoparticle-TiO2 boundary2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, K. Sano, A. Sumiya, M. Ando, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th International Conference on Gold Science, Technology and Applications

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 球面収差補正透過型電子顕微鏡法を用いたアトミックスケールでの構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      大島 義文, 谷城 康眞, 田中 崇之, 高柳 邦夫
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 54 号: 3 ページ: 159-165

    • DOI

      10.5940/jcrsj.54.159

    • NAID

      10030793185

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Interstitial Titanium Ions in the CO Oxidation Model Catalyst Au/TiO22012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, A. Sumiya, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Microsc. Microanal.

      巻: 18 (Suppl. 2) ページ: 1300-1300

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Catalytic mediation by Ti-deficient Ti1-xO2 pillars at a gold nanoparticle-TiO2 boundary2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, K. Sano, A. Sumiya, M. Ando, K. Takayanagi
    • 雑誌名

      Proc. 6th Int. Conf. on Gold Sci. Tech. Appl

      巻: 1C ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 低温CO酸化触媒Au/TiO2における格子間Tiイオンの直接観察2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之他
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixty-eighth Annual Meeting of the Japanese Society of Microscopy

      巻: 68 ページ: 119-119

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 低温CO 酸化触媒Au/TiO2界面に成長するTi1-xO2ピラー2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之他
    • 雑誌名

      Ext. Abst. of Jpn Soc. Appl. Phys

      巻: 73 (6) ページ: 302-302

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 低温CO 酸化触媒Au/TiO2 における格子間Ti イオンの直接TEM 観察2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之他
    • 雑誌名

      Ext. Abst. of Jpn Soc. Appl. Phys

      巻: 73 (7) ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のO_2,COガス雰囲気における構造変化のTEM観察2014

    • 著者名/発表者名
      田中崇之,山本直紀,高柳邦夫
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] (注目講演)ガス雰囲気における金ナノ粒子触媒のTEM動画観察2014

    • 著者名/発表者名
      田中崇之,山本直紀,高柳邦夫
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のO2,COガス雰囲気における構造変化のTEM観察2014

    • 著者名/発表者名
      田中崇之, 山本直紀, 高柳邦夫
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low-temperature CO Oxidation Catalysis of Au/TiO_2 and Cathodoluminescence of Plasmonic Structures2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      MANA seminar
    • 発表場所
      NIMS
    • 年月日
      2013-12-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のガス雰囲気におけるTEM観察とカソードルミネッセンス分光2013

    • 著者名/発表者名
      田中崇之,山本直紀,高柳邦夫
    • 学会等名
      2013年物理学会秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のガス雰囲気におけるTEM観察とカソードルミネッセンス分光2013

    • 著者名/発表者名
      田中崇之,山本直紀,高柳邦夫
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] TEM Imaging and Cathode Luminescence Spectroscopy of CO Oxidation Catalyst of Gold Nanoparticle on TiO_2 in CO and O_2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Electron Microscopy and Analysis Group Conference 2013
    • 発表場所
      York University
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in Gas Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2013
    • 発表場所
      Indianapolis Convention Center
    • 年月日
      2013-08-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のガス雰囲気カソードルミネッセンス分光2013

    • 著者名/発表者名
      田中崇之,山本直紀,高柳邦夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のカソードルミネッセンス分光2013

    • 著者名/発表者名
      田中崇之, 山本直紀, 高柳邦夫
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in CO and O_2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tanaka, Naoki Yamamoto, Kunio Takayanagi
    • 学会等名
      APS March Meeting2013
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center (USA)
    • 年月日
      2013-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Low-temperature CO Oxidation Catalysis of Au/TiO2 and Cathodoluminescence of Plasmonic Structures2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      MANA seminar
    • 発表場所
      NIMS
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TEM Imaging and Cathode Luminescence Spectroscopy of CO Oxidation Catalyst of Gold Nanoparticle on TiO2 in CO and O2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Electron Microscopy and Analysis Group Conference 2013
    • 発表場所
      York University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TEM Imaging and Cathode Luminescence Spectroscopy of CO Oxidation Catalyst of Gold Nanoparticle on TiO2 in CO and O2 Environments2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      The Electron Microscopy and Analysis Group Conference (EMAG2013)
    • 発表場所
      University of York, York, UK
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温CO酸化触媒Au/TiO_2における格子間Tiイオンの直接TEM観察2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之, 炭屋亜美, 高柳邦夫
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 低温CO酸化触媒Au/TiO_2界面に成長するTi_<1->×O_2ピラー2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之, 佐野健太郎, 炭屋亜美, 安藤雅文, 高柳邦夫
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Catalytic mediation by Ti-deficient Ti_<1-x>O_2 pillars at a gold nanoparticle-TiO_2 boundary2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tanaka, Kentaro Sano, Ami Sumiya, Masafumi Ando, Kunio Takayanagi
    • 学会等名
      Proc. 6th Int. Conf. on Gold Sci
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel (Japan)
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 低温CO酸化触媒Au/TiO_2における格子間Tiイオンの直接TEM観察2012

    • 著者名/発表者名
      田中崇之, 炭屋亜美, 高柳邦夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会, 第67回学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒のカソードルミネッセンス分光

    • 著者名/発表者名
      田中崇之、山本直紀、高柳邦夫
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in CO and O2 Environments

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      American Physical Society 2013 March meeting
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Baltimore, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温CO酸化触媒Au/TiO2における格子間Tiイオンの直接TEM観察

    • 著者名/発表者名
      田中崇之、炭屋亜美、高柳邦夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第67回学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温CO 酸化触媒Au/TiO2界面に成長するTi1-xO2ピラー

    • 著者名/発表者名
      田中崇之、佐野健太郎、炭屋亜美、安藤雅文、高柳邦夫
    • 学会等名
      第73回 応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学 松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温CO 酸化触媒Au/TiO2 における格子間Ti イオンの直接TEM 観察

    • 著者名/発表者名
      田中崇之、炭屋亜美、高柳邦夫
    • 学会等名
      第73回 応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct Observation of Interstitial Titanium Ions in the CO Oxidation Model Catalyst Au/TiO2

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, A. Sumiya, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2012
    • 発表場所
      Phoenix Convention Center, Phoenix, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Catalytic mediation by Ti-deficient Ti1-xO2 pillars at a gold nanoparticle-TiO2 boundary

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, K. Sano, A. Sumiya, M. Ando, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Gold 2012 The 6th Int. Conf. on Gold Science, Technology and Application
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒の ガス雰囲気カソードルミネッセンス分光

    • 著者名/発表者名
      田中 崇之、山本 直紀、高柳 邦夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Cathode Luminescence Spectroscopy of Gold Nanoparticle Catalyst in Gas Environments

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, N. Yamamoto, K. Takayanagi
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2013
    • 発表場所
      Indiana Convention Center, Indianapolis, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 東工大山本研HP

    • URL

      http://wwwsurf.phys.titech.ac.jp/tylab/index_j.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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