| 研究課題/領域番号 |
18K04868
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
|---|
研究代表者 |
坂田 修身 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, ステーション長 (40215629)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | シンクロトロンX線解析 / AgRhナノ粒子 / Rhナノ粒子 / X線回折 / XAFS |
|---|
| 研究実績の概要 |
1)AgRhナノ粒子の局所構造配列の研究
AgRhはAg NPsおよびRh NPsでは観察されない水素貯蔵特性を持つ固溶体合金NPである。シンクロトロンX線回折とX線吸収微細構造法（XAFS）を駆使し、固溶型AgRh合金NPsの微細構造と水素吸収特性の関係を調べた。XRD解析により、合金サンプルはfcc相であり、格子定数は0.4015±0.0003 nmであり、バルクAg（0.408 nm）よりも僅かに小さくバルクRh（0.3803 nm）よりも大きい。XAFS分析からは以下が分かった。RhからAgへの電荷移動がこの界面領域で発生することを示唆している。吸収端近傍のプロファイルかは、原子間距離はAgの周りで圧縮され、Rhの周りで伸びており、試料のかなりの領域では、RhおよびAg NPのナノ/サブナノサイズのドメインが混合している。原子レベルでの混合は主に界面領域で発生し、界面領域は水素貯蔵特性の活性部となると考えられる。
2)Rhナノ粒子の水素吸蔵過程のin-situ XAFS測定
300Kおよび373Kでその場時分割X線吸収微細構造法を用い、Rh NPの動的構造変化を調べた。Rhナノ粒子の構造は33.3Hzの速度で変化した。次の知見が得られた。水素の吸収と脱着の間、（1）Rh-Rh原子間距離の差は、粒子サイズの減少と温度の上昇に伴って増減。（2）300Kでの脱着中のRh 4.0 nmのRh-Rh原子間距離の挙動は、他のものと比較して遅い緩和プロセスを示した。（3）デバイワーラーファクター値は、水素の吸収/脱着中に減少/増加した。（4）Rh 4.0nmの水素吸収/脱着の活性化エネルギーはRh10.5 nmの活性化エネルギーよりも大きい。Rh 4.0 nmの場合、NP内部での水素吸収は表面でのそれより寄与している。Rh 10.5 nmの場合、Rh 4.0nmとは反対の挙動を示した。
|
| 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
コロナ感染の社会的状況で移動制限が生じ、予定していた海外施設での実験が一部できなかったが、国内での測定やデータ解析などによって研究を進めることができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
Pd(core)Pt(shell)ナノ粒子が水素雰囲気やHe還元の熱処理で、固溶体PdPtに変化する構造をin-situ XAFSで調べる予定である。また、非晶質IGZO（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素から成る）の構造を高エネルギーX線回折で調べる予定である。さらに、CO酸化特性を有するPdRuナノ粒子の電子状態を、硬X線光電子分光を用い内殻準位スペクトル、および価電子帯スペクトルから調べる予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
韓国やドイツでのシンクロトロンX線施設でのin situ分析を予定していたが、コロナ感染拡大のため、施設の運転が中止となり、実験を実施することができなかったため。
論文成果の公開のより促進するため、論文原稿の添削や投稿料金、オープンアクセスの費用学や会や会議での発表の旅費や登録料にあてる予定である。
|
