2003 年度実績報告書

三元三層構造金属ナノ粒子の創製と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号	15310078
研究種目	基盤研究(B)
研究機関	山口東京理科大学
研究代表者	戸嶋直樹山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50011010)
キーワード	金属ナノ粒子 / ナノクラスター / ナノテクノロジー / 三層コア / シェル構造 / 触媒 / パラジウム / 銀 / ロジウム
研究概要	金属を超微粒子化すると、比表面積や表面エネルギーが著しく大きくなり、もとのバルクの金属とは異なった界面現象を示す。最近、直径1〜数10nmで、粒径がそろい、かつ安定な金属ナノ粒子が得られるようになり、ナノテクノロジーを支える次世代の材料として注目されている。金属を合金化・複合化するとアンサンブル効果およびリガンド効果などにより、触媒反応の活性や選択性が向上する。我々は、水素を犠牲還元剤に用いて、任意のコア/シェル構造をもつ二元金属ナノ粒子を合成する方法を報告している。この犠牲的水素還元法を用いてPd-コア/Ag-シェル二元金属ナノ粒子分散液を調製し、これとRhナノ粒子分散液とを混合することにより、三重コア/シェル構造をもつPd/Ag/Rhナノ粒子が創製されることを見出した。 Pd/Ag二元金属ナノ粒子分散液とRhナノ粒子分散液を物理混合することにより、Agの表面プラズモン吸収が時間と共に消失することをUV-Vis吸収スペクトルで観察した。また、三元金属ナノ粒子に吸着させたCOのFT-IRでは、Pd/Ag二元金属ナノ粒子に吸着したCOピーク(1994および2022cm^<-1>)が、Rhナノ粒子で覆うことにより消失し、代わってRhに吸着したCO起因のピークが現われた。これらの結果より、最終的にPd/Ag/Rh三元三層金属ナノ粒子の生成が示唆された。調製した金属ナノ粒子の水素化触媒機能を測定した結果、Pd/Ag/Rh三元金属ナノ粒子は、他の単独や二元金属ナノ粒子に比べ極めて高い活性を示すという興味深い結果を得た。これは、調製した三元金属ナノ粒子が三層コア/シェル構造をとっているという考え方を支持するものである。三元化による触媒活性の向上は、Pd←Ag←Rhの連続的電子移動の効果によるものと考えられる。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] N.Toshima, Y.Shiraishi, T.Matsushita, H.Mukai, K.Hirakawa: "Self-organization of Metal Nanoparticles and Its Application to Syntheses of Pd/Ag/Rh Trimetallic Nanoparticle Catalysts with Triple Core/Shell Structures"International Journal of Nanoscience. 1(5&6). 397-401 (2003)
[文献書誌] Y.Shiraishi, D.Ikenaga, N.Toshima: "Preparation and Catalysis of Inverted Core/Shell-Structured Au/Pd Bimetallic Nanoparticles"Aust.J.Chem. 56(10). 1025-1029 (2003)
[文献書誌] J.He, I.Ichinose, T.Kunitake, A.Nakao, Y.Shiraishi, N.Toshima: "Facile Fabrication of Ag-Pd Bimetallic Nanoparticles in Ultrathin TiO_2-gel Films : Nanoparticle Morphology and Catalytic Activity"J.Am.Chem.Soc. 125(36). 11034-11040 (2003)
[文献書誌] N.Toshima: "Recent Progress in Application of Ligand-Stabilized Metal Nanoclusters"Macromol.Symp.. 204. 219-226 (2003)
[文献書誌] 戸嶋直樹: "金属ナノ粒子の合成と構造制御"Material Stage. 3(11). 1-6 (2004)
[文献書誌] N.Toshima(分担執筆): "Nanoscale Materials"Kluwer Pub.. 514 (2003)
[文献書誌] N.Toshima(分担執筆): "Asia Nano 2002"World Scientific Publishing Co., Pte.Ltd.. 757 (2003)

2003 年度 実績報告書

三元三層構造金属ナノ粒子の創製と機能開拓

研究代表者

戸嶋 直樹 山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50011010)

研究成果

[文献書誌] N.Toshima, Y.Shiraishi, T.Matsushita, H.Mukai, K.Hirakawa: "Self-organization of Metal Nanoparticles and Its Application to Syntheses of Pd/Ag/Rh Trimetallic Nanoparticle Catalysts with Triple Core/Shell Structures"International Journal of Nanoscience. 1(5&6). 397-401 (2003)

[文献書誌] Y.Shiraishi, D.Ikenaga, N.Toshima: "Preparation and Catalysis of Inverted Core/Shell-Structured Au/Pd Bimetallic Nanoparticles"Aust.J.Chem. 56(10). 1025-1029 (2003)

[文献書誌] J.He, I.Ichinose, T.Kunitake, A.Nakao, Y.Shiraishi, N.Toshima: "Facile Fabrication of Ag-Pd Bimetallic Nanoparticles in Ultrathin TiO_2-gel Films : Nanoparticle Morphology and Catalytic Activity"J.Am.Chem.Soc. 125(36). 11034-11040 (2003)

[文献書誌] N.Toshima: "Recent Progress in Application of Ligand-Stabilized Metal Nanoclusters"Macromol.Symp.. 204. 219-226 (2003)

[文献書誌] 戸嶋直樹: "金属ナノ粒子の合成と構造制御"Material Stage. 3(11). 1-6 (2004)

[文献書誌] N.Toshima(分担執筆): "Nanoscale Materials"Kluwer Pub.. 514 (2003)

[文献書誌] N.Toshima(分担執筆): "Asia Nano 2002"World Scientific Publishing Co., Pte.Ltd.. 757 (2003)

2003 年度実績報告書

戸嶋直樹山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50011010)