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異種金属上に形成した貴金属超薄層触媒の構築過程の追跡とその3D活性サイトの探索

公募研究

研究領域3D活性サイト科学
研究課題/領域番号 15H01045
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

近藤 敏啓  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (70240629)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード単結晶電極 / 異種金属析出 / 表面X線散乱法 / 電極触媒 / 3D活性点 / 表面X線散乱法
研究実績の概要

Au(111)単結晶上に自己終端化析出法で形成させた白金超薄膜は、下地構造を反映したpseudomorphic構造をとっていることを明らかとした。
その他、今年度の成果として、1) カーボネート系溶媒中において、Si(111)上に形成させたLixSiy合金相は、三角錐状の形状をしたLi15Si4単結晶相、Li15Si4またはLi13Si4合金のアモルファス相、及びSi単結晶相とLi15/13Si4合金のアモルファス相との混合相から成る3層構造であったのに対し、Si(100)上に形成させたそれでは、四角錐状の形状をしたLi15Si4単結晶相、Li15Si4またはLi13Si4合金のアモルファス相、及びSi単結晶相中にLi金属が入り込んだ混合相から成る3層構造であることを証明、2) Si(111)単結晶上に構築したビオロゲン自己組織化単分子層に種々の貴金属イオンを吸着させて作成した貴金属触媒層の水素発生及び二酸化炭素還元能について、構造と触媒能との定量的関係を解明、3) Au(111)単結晶上に、金属イオンと有機配位子から成る3次元有機金属錯体の構造制御した状態で1層ずつ積層して行くことに成功、4) 卑金属で安価なニッケルをコアに、貴金属で触媒活性が高い白金をシェルにもつ、コアシェル型微粒子触媒を電気化学的に構築することに成功し、非常に高い酸素還元触媒活性を達成、があげられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Layer-by-Layer Construction of Three-dimensional MOF [Cu2(bdc)2dabco]n on Au Surface2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, W.-J. Chun, and T. Kondo
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 52 ページ: 49-53

    • DOI

      10.1149/07552.0049ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Study of Electrochemically Lithiated Si2017

    • 著者名/発表者名
      A. Omachi, N. Aoki, K. Uosaki, and T. Kondo
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 52 ページ: 67-72

    • DOI

      10.1149/07552.0067ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction of Electrochemically Prepared Ni Core - Pt Shell Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda and T. Kondo
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 52 ページ: 43-47

    • DOI

      10.1149/07552.0043ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 軟X線発光分光を用いたリチウム-シリコン合金の構造・組成分析2017

    • 著者名/発表者名
      青木菜々, 大間知麻未, 魚崎浩平, 近藤敏啓
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 290 ページ: 30-33

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Study of Electrochemically Lithiated Si(111) by Soft X-ray Emission Spectroscopy Combined with Scanning Electron Microscopy and through X-ray Diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      N. Aoki, A. Omachi, K. Uosaki, and T. Kondo
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 3 号: 6 ページ: 959-965

    • DOI

      10.1002/celc.201600030

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential-Dependent Structures and Potential-Induced Structure Changes at Pt(111) Single-Crystal Electrode/Sulfuric and Perchloric Acid Interfaces in the Potential Region between Hydrogen Underpotential Deposition and Surface Oxide Formation by In Situ Surface X-ray Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, T. Masuda, N. Aoki, and K. Uosaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 29 ページ: 16118-16131

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b12766

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Various Active Metal Species Incorporated within Molecular Layers on Si(111) Electrodes for Hydrogen Evolution and CO2 Reduction Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      T. Masuda, Y. Sun, H. Fukumitsu, H. Uehara, S. Takakusagi, W.-J. Chun, T. Kondo, K. Asakura, and K. Uosaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 29 ページ: 16200-16210

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b00895

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Size Dependent Lattice Constant Change of Thiol Self-Assembled Monolayer Modified Au Nanoclusters Studied by Grazing Incidence X-ray Diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo, Takuya Masuda, Motoko Harada, Osami Sakata, Yoshio Katsuya, Kohei Uosaki
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications

      巻: 65 ページ: 35-38

    • DOI

      10.1016/j.elecom.2016.02.007

    • NAID

      120006415983

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 放射光利用SXS法による電極触媒のその場構造追跡 -金単結晶電極/電解質溶液界面の電位依存性の動的追跡-2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 魚崎浩平
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 ページ: 72-77

    • NAID

      130005127228

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ real-time study on potential induced structure change at Au(111) and Au(100) single crystal electrode/sulfuric acid solution interfaces by surface x-ray scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo, Joerg Zegenhagen, Satoru Takakusagi, Kohei Uosaki
    • 雑誌名

      SURFACE SCIENCE

      巻: 631 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1016/j.susc.2014.06.013

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ニッケルコア白金シェル微粒子の電気化学的作製とその酸素還元触媒能2016

    • 著者名/発表者名
      上田摩耶, 宇津木美咲, 吉岡里紗, 近藤敏啓
    • 学会等名
      2016年電池討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ニッケルコア-白金シェル微粒子の構築とその酸素還元触媒活性2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 上田摩耶, 宇津木美咲, 吉岡里紗
    • 学会等名
      第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Lithiation/Delithiation Process of Si2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, N. Aoki, A. Omachi, and K. Uosaki
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction of Electrochemically Prepared Ni Core - Pt Shell Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda and T. Kondo
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Layer-by-Layer Construction of Three-Dimensional MOF [Cu2(bdc)2dabco]n on Au Surface2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, W.-J. Chun, and T. Kondo
    • 学会等名
      PRiE2016
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Study of Electrochemically Lithiated Si2016

    • 著者名/発表者名
      A. Omachi, N. Aoki, K. Uosaki, and T. Kondo
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-Electrochemical Characteristics of Two-Dimensional Porphyrin Molecular Layers on Semiconductor Surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kondo, A. Shokai, M. Hase, and T. Kondo
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟X線発光分光によるLiSi合金の構造評価2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会,
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Insertion Process of Li into n-Si(111)2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, N. Aoki, K. Uosaki
    • 学会等名
      228th ECS Meeting
    • 発表場所
      Phoenix
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニッケルコア-白金シェル微粒子の電気化学的調製とその酸素還元触媒活性2015

    • 著者名/発表者名
      近藤敏啓, 上田摩耶, 弘田美紗子
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      深谷工大
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] In situ Structural Studies on Pt(111) Single-Crystal Electrode/Electrolyte Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, N. Aoki, T. Masuda, K. Uosaki
    • 学会等名
      NIMS Conference 2015
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 金属界面の基礎と計測2016

    • 著者名/発表者名
      魚崎浩平, 近藤敏啓
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] X-ray and Neutron Techniques for Nanomaterials Characterization2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, T. Masuda, K. Uosaki
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] XAFS Techniques for Catalysts, Nanomaterials, and Surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      T. Masuda, T. Kondo, K. Uosaki
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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