高分子ナノ空間内金属クラスターの分子構築とシーケンス反応制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09232204
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 市川 勝 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (70176288)
• 研究分担者: 大西 隆一郎 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (30001720) ; 福岡 淳 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (80189927)
• キーワード: メゾ細孔 / シップインボトル合成 / ナノ粒子 / ナノ細線 / シーケンス反応制御 / 磁気特性 / 触媒特性

研究概要

前年度に引き続き以下の研究成果が得られた。(1)メゾ細孔(28及び47Å径)を有する多孔質結晶内でのPt12及びPt15カルボニルクラスター錯体のシップインボトル合成が可能になり、細孔内クラスターの構造特性とCO水素化反応及び水成ガス反応に対する触媒作用を調べた。(2)光やγ線照射を利用した金属ナノ粒子やナノ細線の鋳型合成と化学的抽出捕集によるそれらの水性ガスシフト反応活性やガス吸着特性やPtPdの合金ナノ細線の生成と磁気的特性について興味ある結果が得られた。アルコールやCO共存下で白金塩を担持した28および47Åサイズの細孔チャンネルを有するFSM-16に紫外部光あるいはγ線照射を行うと、細孔チャンネルに沿って白金のナノ細線が生成した。電子顕微鏡写真より見積もると径がFSM-16メソ細孔径と等しい2.7nmで、単結晶性のナノ細線(長さが50-250nm)が密度高く得られた。また、4.7nmのサイズを有するFSM-16を用いた場合は同様な光照射とγ線照射による光還元反応により4.7nm径,長さ30-200nmの白金ナノ細線が得られた。メゾ細孔チャンネルはPt塩の光還元反応によるナノ細線合成のための鋳型として働くことがわかった。ナノ細線の長さは、Pt塩の担持量や紫外線照射及びγ線の照射時間により変化し、長いものでは300-500nmに達することが電子顕微鏡で観察された。Ptナノ粒子とナノ細線試料の水性ガスシフト反応の表面PtあたりのTOF活性はナノ細線試料の方がナノ粒子試料に比べて、10倍以上高いことがわかった。また、NEt_4Cl/EtOH/Benzene溶液を用いることにより抽出された白金ナノ細線は電子線回析の結果から(110)面心対称性のC軸(100)方向にのびた単結晶であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] T.Shido: "EXAFS/FT-IR Characterization of Tetra Iridium Carbonyl Clusters Bound to Tris-(Hydroxymethyl)Phophine Grafted Silica Surface Catalytically Active for Propene Oxidation to Acetone" J.Mol.Catal.A. 120. 33-45 (1997)
• [文献書誌] M.Ichikawa: "Ship-in-Bottle Synthesis of Pt and Ru Carbonyl Clusters in NaY Zeolite Micropore and Ordered Mesoporous Channels of FSM-16;XAFS/FTIR/TPD Characterization and TheirCatalytic Behaviors" Stud.Surf.Sci.Catal.,. 105. 679-686 (1997)
• [文献書誌] T.M.Salama: "nIn situ FT-IR and Catalytic Studies of the Selective Reduction of Nitric Oxide by Carbo Monoxide Over Au/NaY Catalysts:Effect of Adding Hydrogen to the Reaction Gas Mixture" Stud.Surf.Sci.Catal.,. 105. 1571-1578 (1997)
• [文献書誌] S.Liu: "Remarkable non-oxidative Conversion of Methane to Naphthalene and Benzene on Co and Fe Modified Mo/HZSM-5 Catalysts" Chem.Commun.,. 1455-1456 (1997)
• [文献書誌] T.Shido: "EXAFS Characterization pf Platinum Clusters Synthesized in the Channel of a Mesoporous Zeolite" J.Phys.IV France. 7. 855-857 (1997)
• [文献書誌] 市川 勝: "ナノ細孔反応場を利用する金属クラスター及びポルフィリン錯体の化学デザイン-構造と触媒機能-" 表面. 35(5). 256-266 (1997)
• [文献書誌] M.Ichikawa: "Chemisorption and Reactivity on Supported Clusters and Thin Films,R.M.Lambert and G.Pacchioni eds." Supported Clusters,Structure,Reactivity and Microscopic Processes in Catalysis, 532 (1997)
• [文献書誌] 市川 勝: "現代界面コロイド化学の基礎" 触媒表面のナノファブリケーションと触媒機能, 286 (1997)