• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

歪み多重双晶粒子を反応場とする白金サブナノクラスター触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H05966
研究機関東北大学

研究代表者

吉田 健太  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10581118)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードクラスター / 触媒 / 電子顕微鏡 / アトムプローブ / ナノ構造制御 / 燃料電池
研究実績の概要

酸化物担体上の多重双晶粒子表面に、白金サブナノクラスターを電析するための電気化学合成・分析装置を導入した。これまでに、Au-MTPが安定する-0.6 ~-0.1V(標準水素電極基準)電位制御範囲によって、白金クラスターを生成することを見出し、透過電子顕微鏡を用いた構造解析およびサイクリックボルタンメトリーを用いた活性表面積の評価を行った。
また、イオン液体の炭化に必要な熱処理温度を決定するために、電子顕微鏡内での白金クラスター/イオン液体のその場加熱実験を行い、原子レベルでのクラスタリングを動的に捉えることに成功した。この成果は、平成29年度に論文投稿を行う。
本年度は、アルミ酸化物担体表面上の銀クラスターの活性主量の評価法を確立し、学術論文(Top Catal.,59(19), (2016), 1740-1747)として報告した。そして、本研究課題が着目する結晶格子のひずみの定量について、ウィークビーム走査透過電子顕微鏡法という選択的な回折電子のイメージング法を確立し、学術論文(Microscopy, 66(2), (2017), 120-130)として報告した。この結果は、専門誌において新しい格子ひずみの可視化法として評価され、表紙を飾った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題で提案した新規サブナノクラスター触媒の合成法および評価法の確立において、計画通りの進捗があった。独創的なアイデアに基づく電気化学合成・分析装置と球面収差補正電子顕微鏡による格子ひずみ定量装置が組み上がったことにより、具体的な合成条件の最適化を目指す次年度以降も確実なアウトプットが期待できる。

今後の研究の推進方策

アトムプローブ計測では、酸化物担体の電気的および機械的な特性により、全計測イオン数が大きく影響されることがわかってきた。本年度は、その高い結晶性からSTOおよびNbドープSTOを用いて計測条件の最適化を図ってきたが、革新的な計測法の改善は見出されなかった。H29年度は、当初計画の計測対象を酸化チタンに固定して、安定に測定にできる100000個前後のイオン数(表面から10nm程度に対応)に着目して、組成ゆらぎの計測を推進する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] The University of York(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of York
  • [国際共同研究] SCK-CEN/Tractebel ENGIE(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      SCK-CEN/Tractebel ENGIE
  • [雑誌論文] Weak-beam scanning transmission electron microscopy for quantitative dislocation density measurement in steels.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Kenta Shimodaira, Masaki Toyama, Takeshi Shimizu, Yasuo Inoue, Koji Yoshiie, Toshimasa Milan, Konstantinovic Gerard, Robert Nagai, Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 66 ページ: 120-130

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfw111

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reassessment of oxidation-induced amorphization and dissolution of Nb precipitates in Zr-Nb nuclear fuel cladding tubes.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsukawa, S. Kitayama, K. Murakami, Y. Shinohara, K. Yoshida, H. Maeno, H.L. Yang, T. Toyama, K. Yasuda, H. Watanabe, A. Kimura, H. Muta, S. Yamanaka, Y.F. Li, Y. Satoh, S. Kano
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 127 ページ: 153-164

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2017.01.032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atomic-Resolution HAADF-STEM Study of Ag/Al2O3 Catalysts for Borrowing-Hydrogen and Acceptorless Dehydrogenative Coupling Reactions of Alcohols2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Kenta Shimodaira, Masaki Toyama, Takeshi Shimizu, Yasuo Inoue, Koji Yoshiie, Toshimasa Milan, Konstantinovic Gerard, Robert Nagai, Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis

      巻: 59 ページ: 1740-1747

    • DOI

      10.1007/s11244-016-0695-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strain Field in Ultrasmall Gold Nanoparticles Supported on Cerium-Based Mixed Oxides. Key Influence of the Support Redox State.2016

    • 著者名/発表者名
      Lopez-Haro, Miguel Yoshida, Kenta del Rio, Eloy Perez-Omil, Jose A. Boyes, Edward D. Trasobares, Susana Zuo, Jian-Min Gai, Pratibha L. Calvino, Jose J.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 ページ: 4313-4322

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b00758

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] WB-STEMと3D-APを組み合わせた格子欠陥への溶質原子析出挙動の三次元定量解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健太, 下平昌樹, 外山健, 海老澤直樹, 戸村恵子, 井上耕治, Milan Konstantinovic, Robert Gerard, 永井 康介
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-03-20
  • [学会発表] 原子炉圧力容器監視試験片中のWB-STEM観察2017

    • 著者名/発表者名
      平昌樹, 吉田健太, 外山健, 井上耕治, 永井康介, M. Konstantinovic, R. Gerard
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] 欠陥および格子歪みの三次元定量解析法の確立とRPV鋼への応用2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健太, 下平昌樹, 山﨑順, 佐藤和久, Milan Konstantinovich, Robert Gerard, 外山健, 井上耕治, 永井康介
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] Hardening mechanism of a neutron irradiated reactor pressure vessel steel studied by APT, PAS and WB-STEM2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shimodaira, T. Toyama, K. Yoshida, K. Inoue, Y. Nagai, T. Yoshiie, M. Konstantinovic and R. Gerard
    • 学会等名
      TMS-2017 146th annual meeting & exhibition
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2017-02-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子照射された原子炉圧力容器鋼中の転位と溶質原子クラスターの位置相関2016

    • 著者名/発表者名
      下平昌樹, 吉田健太, 外山健, 井上耕治, 永井康介, M. Konstantinovic, R. Gerard
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] 高分解能透過電子顕微鏡法によるRPV鋼内の中性子照射欠陥の観察2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健太, 下平昌樹, 外山健, 海老澤直樹, 戸村恵子, 井上耕治, Milan Konstantinovic, Robert Gerard, 永井 康介
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] 球面収差補正透過電子顕微鏡法による原子炉構造材料内の局所ひずみ解析2016

    • 著者名/発表者名
      下平 昌樹, 吉田 健太, 外山 健, 海老澤 直樹, 戸村 恵子, 井上 耕治, 永井 康介
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-14
  • [学会発表] WB-STEMを用いた転位組織可視化:原子炉圧力容器鋼への応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健太, 下平昌樹, 外山健, 海老澤直樹, 戸村恵子, 井上耕治,永井 康介
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-14
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Dislocation Loop Densities in Neutron-Irradiated RPV Steels by Weak-Beam STEM2016

    • 著者名/発表者名
      M. Shimodaira, K. Yoshida, T. Toyama, K. Inoue, Y. Nagai, T. Yoshiie, M. Konstantinovic and R. Gerard
    • 学会等名
      Summit of Materials Science 2016
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructural Analysis of Irradiated RPV Steels using state-of-the-art TEM2016

    • 著者名/発表者名
      M. Shimodaira, Y. Nagai, T. Toyama, K. Yoshida, K. Inoue, M. Konstantinovic and R. Gerard
    • 学会等名
      The 19th of the International Group on Radiation Damage Mechanisms
    • 発表場所
      Asheville, USA
    • 年月日
      2016-04-11 – 2016-04-15
    • 国際学会
  • [図書] 触媒技術の動向と展望2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健太
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      一般財団法人 触媒学会
  • [図書] Controlled Atmosphere Transmission Electron Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Gai, Pratibha L. Boyes, Edward D. Yoshida, Kenta Hansen, Thomas
    • 総ページ数
      329
    • 出版者
      Springer International Publishing

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi