固体－液体界面へのイオン照射による触媒微粒子担持法の開発

• 研究課題/領域番号: 25390141
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 小林 知洋 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 専任研究員 (40282496)
• 連携研究者: 池田 時浩 理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (80301745)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013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: イオン照射 / キャピラリー / 集束イオンビーム / 液体中照射 / ナノ粒子 / 触媒 / 放射線還元 / 金属微粒子 / イオンビーム / 触媒微粒子 / 触媒粒子

研究成果の概要

先細のガラスキャピラリーにイオンビームを通過させることにより，マイクロビーム化することが可能である。キャピラリー先端に薄い隔壁を形成する技術を開発し，タンデム加速器を用いて液相中でのイオン照射を可能とした。各種金属イオン溶液中にプロトン照射を行い,高密度の生成ラジカルによって還元して微粒子を生成した。終了後それらを取り出して電子顕微鏡観察およびＸ線組成分析を行い,サイズ,形状,組成を確認した。単体粒子としては白金,金,銀,銅,ニッケル,複合粒子については白金-銅粒子の生成を確認した。酸化がみられた粒子については,溶液成分を変化させて酸化の抑制方法について検討を行った。

研究成果

• [学会発表] Metallic particle formation by ion beam irradiation in liquid (2015)
  • 著者名/発表者名: 松林 洋太、小林 知洋、寺井 隆幸
  • 学会等名: 第24回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜情報文化センター・横浜・神奈川
  • 年月日: 2015-12-09
• [学会発表] Ion Irradiation System in Wet Environment by using Glass Capillary and Tandem Accelerator (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kobayashi
  • 学会等名: The 19th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (SMMIB-19)
  • 発表場所: Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] Metallic particle formation by ion beam irradiation in liquid (2015)
  • 著者名/発表者名: Yota Matsubayashi, Tomohiro Kobayashi and Takayuki Terai
  • 学会等名: The 19th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (SMMIB-19)
  • 発表場所: Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] 液体中イオンビーム照射による金属微粒子の生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松林 洋太、小林 知洋、寺井 隆幸
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場・名古屋・愛知
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] 液体中イオンビーム照射による材料表面への白金微粒子担持 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松林洋太, 小林知洋, 寺井隆幸, 鈴木晶大
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Proton Irradiation in Liquid with Glass Capillaries and Metallic Particle Formation by Radiation Reduction (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Kobayashi, T. Yamaki, T. Hakoda, S. Yamamoto and Y. Yamazaki
  • 学会等名: 第15回イオンビームによる表面・界面解析特別研究会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-06
• [学会発表] Catalytic Nanoparticle Formation by Ion Irradiation at Solid-Liquid Interface (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Kobayashi, T. Yamaki, T. Hakoda and Y. Yamazaki
  • 学会等名: 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM2014)
  • 発表場所: University of Leuven, Leuven, Belgium
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [学会発表] Catalyst Particles Formation by Ion Beam Irradiation at Solid-Liquid Interface (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Kobayashi, T. Yamaki, T. Hakoda and Y. Yamazaki
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] Platinum nanoparticles deposition by proton irradiation in liquid
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kobayashi
  • 学会等名: Surface modification on materials by ion beam 2013 (SMMIB2013)
  • 発表場所: Kusadasi, Turkey
• [学会発表] Platinum nanoparticles formation by MeV ion irradiation in liquid
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kobayashi
  • 学会等名: 第23回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜開港記念会館（神奈川）
• [学会発表] Platinum nanoparticles formation by proton irradiation in liquid
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kobayashi
  • 学会等名: 20th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions (IISC-20)
  • 発表場所: Wirrina cove, Australia
• [備考] RIKEN Atomic Physics Laboratory
  • URL: http://www.riken.jp/ap/
• [備考] RIKEN Atomic Physics Laboratory
  • URL: http://www.riken.jp/ap/
• [産業財産権] 微小白金担持セリアナノワイヤ電極とその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 小林知洋 森利之 山本春也 他4名
  • 権利者名: 小林知洋 森利之 山本春也 他4名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-009968
  • 出願年月日: 2015-01-22