貴金属は様々な触媒反応の活性成分として利用される.しかし貴金属の資源量は乏しいため,それらの使用量低減が求められる.そこで貴金属を触媒として利用する際にはシリカ,アルミナに代表される高表面積を有する金属酸化物や炭素(カーボンブラック)などの担体上にナノ粒子として担持される.これにより貴金属の比表面積は増大する.さらに貴金属ナノ粒子を担体に担持することで,貴金属ナノ粒子と担体の化学的相互作用による貴金属の高機能化が期待できる.そこで貴金属-金属酸化物界面を優先的に有する担持貴金属触媒の設計が求められる.しかし通常の担持貴金属触媒の調製法では,むき出しの貴金属表面も多く有する触媒が調製される.本課題では我々が独自に開発した炭素のナノシートであるグラフェンをテンプレートに利用した金属酸化物ナノシートの調製法と,グラフェンへの貴金属ナノ粒子の固定化法を応用して,金属酸化物ナノシートシェル層と貴金属コアナノ粒子から構成される新規コア-シェル型触媒の開発を試みた.酸化グラフェン上にPtナノ粒子を担持し,それらをチタン酸化物ナノシートで被覆し,最後に空気中,高温で加熱しGOを燃焼除去し,Pt-チタン酸化物触媒を調製した.ここで得た触媒の電極活性・耐久性を評価したところ,Pt粒子の高いシンタリング耐性が見出された.この結果はPt粒子表面がチタン酸化物ナノシートで覆われていることを示唆している.また本課題で調製したPt-チタン酸化物触媒上でのシンナムアルデヒドの水素化では,C=Oの水素化が優先的に進行した.この結果は本研究で調製した触媒がPt-チタン酸化物界面を多く持っていることを示唆している.以上の結果より,本課題で提案した触媒調製法は貴金属―金属酸化物界面の優先的調製に有効と考える.
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