遠赤外分光法によるナノスケール金属超微粒子の電子状態の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640312
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 岩佐 義宏 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (20184864)
• 研究分担者: 寺西 利治 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (50262598) ; 三宅 幹夫 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (80112019) ; 三谷 忠興 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (50010939)
• キーワード: Pt超微粒子 / Au超微粒子 / ポリ(N-ビニル-2-ピロリドン) / ポリアクリロニトリル / 有機配位子 / 粒径制御 / 遠赤外分光 / 電子状態

研究概要

本研究ではまず、単分散PtおよびAu超微粒子の粒径制御に焦点を当てた。Pt超微粒子の調製は、ポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)(PVP,Mw=40000)を保護剤としてH2PtC16・6H2Oをアルコール/水混合溶媒中で還流することにより行った。アルコールの種類と濃度およびPVPの量を系統的に変化させ、Pt超微粒子の粒径制御を行ったところ、生成したPt超微粒子の平均粒径および標準偏差は、高沸点アルコールを高濃度(90vol%)で用いるほど、Pt超微粒子の平均粒径および標準偏差が小さくなることが分かった。Pt4+の還元速度の差異がその原因であると考えられる。また、PVP添加量の増加に伴いPt超微粒子の平均粒径が小さくなった。このような一段合成と、イオン源の再添加・還元の繰り返しによる段階成長反応を組み合わせることにより、単分散Pt超微粒子の平均粒径を1.9^〜5.0nmの範囲で制御することができた。一方、Au超微粒子の調製は、Auと親和性の高いポリアクリロニトリル(PAN)あるいはジスルフィド基を有する有機配位子を保護剤として用い、DMF/水混合溶媒中でHAuCl4・4H2OのKBH4還元により行った。保護剤/Auモル比、溶媒組成などの調製条件を変化させることにより、単分散Au超微粒子の平均粒径は1.9^〜5.0nmの範囲で制御可能であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] C.M.Brown et al.: "Structural and electronic properties of the non cubic・・・・"Phys.Rev.Lett.. 83. 2258-2261 (1999)
• [文献書誌] T.Ozaki et al.: "Stiffness of single-walled carbon nanotubes under large strain"Phys.Rev.Lett.. 84. 1712-1715 (2000)
• [文献書誌] T.Teranishi et al.: "Size control of monodispersed Pt nanoparticles and their・・・・"J.Phys.Chem.. B103. 3818-3827 (1999)
• [文献書誌] P.Lu et al.: "Polymer protected Ni/Pd bimetallic nano-clusters・・・・"J.Phys.Chem.. B103. 9673-9682 (1999)
• [文献書誌] T.Teranishi et al.: "Novel synthesis of monodispersed Pd/Ni Nanoparticles"Chem.Mater.. 11. 3414-3416 (1999)
• [文献書誌] T.Teranishi et al.: "Self-organization of Au nanoparticles protected by・・・・"J.Am.Chem.Soc.. (印刷中).