担持金属ナノ粒子触媒における双晶構造効果の開拓

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06131
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 熊本大学 (2018-2019); 名古屋大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 大山 順也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50611597)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 固体触媒 / 金属ナノ粒子 / 構造効果 / 電子顕微鏡 / 双晶 / 形態

研究成果の概要

担持金属触媒において従来のサイズや界面長さより高次な構造効果として粒子中および表面の原子配列の効果の重要性を明らかにすることを目的とし、以下の２つに注力して研究を進めた：（１）担持金属ナノ粒子の原子配列を制御するためのシンプルな手法の開発。（２）担持金属ナノ粒子の原子配列による触媒作用の変化。
双晶構造を含む結晶構造や形態を変化させるための手法として、ガス分子の金属表面への吸着を用いた手法を開発した。前処理ガスを従来の水素ガスから変化させることで、双晶ナノ粒子やナノキューブなどの金属ナノ粒子が発現し、それによって酸化および水素化反応に対する触媒性能が変化することが明らかになった。

自由記述の分野

触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発してきた還元ガス雰囲気を変化させた担持金属ナノ粒子触媒の調製法を用いることで、従来とは異なる次元で粒子構造の制御が可能であり、また、酸化や水素化反応の触媒性能を向上させることができると示された。本手法は非常にシンプルで簡便であるため、将来、固体触媒開発に取り入れられると期待する。また、本研究で粒子表面および内部の原子配列によって触媒作用が変化することが明らかになり、金属ナノ粒子触媒の構造効果の研究において粒子内の原子配列という新しい軸の重要性が示唆された。