黒鉛をホストとする貴金属ナノ微粒子による新機能発現

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750585
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: WALTER Jurgen 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70314375)
• キーワード: ナノ微粒子 / 炭素材料 / 4d遷移金属 / 磁性材料 / 触媒 / ヘック反応 / 黒鉛層間化合物 / 水素吸蔵材料

研究概要

我々はパラジウム、ロジウム、白金、ルテニウムナノ微粒子をグラファイト及び粘土材料の層間に作製した。これらのナノ微粒子は擬二次元構造を有する。理論物理学者が示唆した通り、4d遷移金属は磁性モーメントを有する。全てのサンプルはX線回折、TEM観察、制限視野電子線回折により解析を行った。サンプル作製方法は下記の通りである。金属塩化物の層間化合物を高温で水素雰囲気中もしくは室温でリチウムダイフェニライドで還元することにより、ナノ微粒子を作製した。.制限視野電子線回折により、場合により通常のFCC回折パターンの他に、超周期構造が観察された。これは層間に存在する超格子HCP二次元アイランドの出現による。例えば、ロジウムナノ微粒子は水素還元の場合、FCC回折パターンのみを示すのに対し、室温で作製したサンプルは、超周期構造を示した。磁性測定はアメリカ合衆国ニューヨーク州立ビングハントン大学の鈴木教授との共同研究により行った。調査はパラジウム及びロジウムナノ微粒子について行った。バルクパラジウムは常磁性であるのに対し、今回作製したナノ微粒子は強磁性もしくは反強磁性を示した。これらのナノ微粒子はまたC-C結合反応に対しても良い触媒性能を示した。一方、FCC構造のロジウムナノ微粒子のみを含むサンプルは、バルクと同じ常磁性であったが、超周期構造を有するロジウムナノ微粒子は磁性を示した。これらのことから格子間隔の広がりが磁性の変化に影響を与えていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] J.Walter, J.Heiermann, G.Dyker, S.Hara, H.Shioyama: "Hexagonal or Quasi Two-dimensional Palladium Nanoparticles-Tested at the Heck Reaction"Journal of Catalysis. 189. 449-455 (2000)
• [文献書誌] J.Walter: "Template-assisted Growth of Hexagonal Poly-or Single-crystalline quasi Two-dimensional Palladium Nanoparticles"Advanced Materials. 12. 31-33 (2000)
• [文献書誌] M.Suzuki, I.S.Suzuki, J.Walter: "Magnetic properties of palladium-graphite multilayers"Physical Review B. 62. 14171-14180 (2000)
• [文献書誌] J.Walter, M.Nishioka, S.Hara: "Ultra-thin Platinum Nanoparticles Encapsulated in a Graphite Lattice-Prepared by a Sonochemical Approach"Chemistry of Materials. 13. 1828-1833 (2001)
• [文献書誌] J.Walter: "Quasi two-dimensional or hcp palladium nanoparticles with host-guest interaction to the template prepared at room temperature"Philosophical Magazine Letters. 80. 257-262 (2000)
• [文献書誌] J.Walter, S.Hara, M.Suzuki, I.K.Suzuki: "NATO Science Series 2, Molecular Low-Dimensional and Nanostructured Materials for Advanced Applications, eds. A. Graja, B. R. Bulka, and F. Kajzar, published by Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands"Magnetism in Palladium Experimental Results in view of Theoretic Predictions. 329-334 (2002)