| 研究領域 | ３Ｄ活性サイト科学 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
17H05224
|
|---|
| 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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
|---|
研究代表者 |
中田 彩子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (20595152)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 大規模DFT計算 / 触媒 / ナノ粒子 / 物性物理 / 理論化学 / 金属ナノ粒子 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では、我々が開発している大規模第一原理DFT計算プログラムCONQUESTを用いて、金属ナノ粒子触媒を実在に近い形で表現した大規模モデルに基づくDFT計算を行うことにより、触媒と反応分子との相互作用や接続界面での構造・電子状態を解析することを目指した。平成30年度はPdコア-Agシェル(Pd@Ag)ナノ粒子触媒およびCo2Pナノロッド触媒の解析を行った。
まず、Pd@Agコアシェルナノ粒子を用いたアルキン部分水素化反応について検討を行った。Pdナノ粒子、Agナノ粒子、Pd@Agナノ粒子の安定構造における構造や電子状態の比較を行った結果、ナノ粒子化することによる構造緩和は層厚に依らず主にAgシェル側で起こることが分かった。また電子状態に関しては、Agナノ粒子の表面はAuナノ粒子のときと同様に負に帯電しており層間の分極が非常に大きいのに対し、Pdナノ粒子では表面は若干正に帯電しているものの分極は小さいことが示された。一方コアシェルナノ粒子の場合には、Agシェル層が表面1層だけの場合には、表面第2層に相当するPdコア界面が大きく負に分極する性質が現れることが明らかとなった。また状態密度の計算から、コアシェル界面では状態密度が単元素ナノ粒子の場合とは異なっており、界面の影響が表れるのは、Pdコア、Agシェルとも界面の1層程度であることが分かった。
Co2P触媒に関しては、領域内試料班の満留准教授と協力して、Co表面とCo2P表面の電子状態の比較を行った。その結果、Co2PではCoとPの間の電子移動量は大きくないものの、軌道ごとにみるとFermiレベル近傍のCoのd軌道の状態密度がCo単体のときよりも増加していることや、その傾向が表面ではより顕著であることが分かった。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
