| 研究概要 |
代表者らが開発した精密金属集積高分子フェニルアゾメチンデンドリマーを鋳型として、個数を精密に制御した白金微粒子の合成を目指した。従来まで合成できなかった原子数60個以下の精密サブナノ白金粒子の合成に成功し、従来の原子数約1000個の白金触媒を大きく凌駕する高活性触媒が作られた。
塩化白金(IV)を白金個数を制御してデンドリマーに集積した(PtCl_4)_n@dendrimer(n=4,12,28,60)を水素化ホウ素ナトリウムで還元することにより、Pt_n@dendrimerを得た。UV-vis,XPSにより、白金が0価微粒子まで還元されていることを確認した。得られたデンドリマー白金微粒子のTEM像を観察すると、非常に小さくサイズの揃った粒子が観察された。ナノ粒子の合成に、デンドリマーが有効なテンプレートとして作用していると考えられる。
白金を1nm前後まで微小化しても酸素還元触媒能を持つかを確認した。アルゴン下ではほとんど電流が流れなかったのに対し、酸素下では明確な触媒電流(還元電流)を観測した。定量的な触媒能評価を行うため、回転ディスクボルタンメトリー(RDV)測定を行い、各白金使用量における速度論的限界電流値を求めた。これによりデンドリマー内包白金クラスターの触媒能の高さが定量的に明らかとなった。特に市販白金触媒の50wt% Pt/Cに対してPt_<12>@TPM G4 dendrimerでも13倍以上という、非常に高い質量活性を有することを実証することに成功した。特に、スズまたはガリウムと白金のヘテロクラスターは還元電位を低下させる事なく、高い活性を示す事を見出した。
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