| 研究概要 |
本年度は,貴金属微粒子触媒の前駆体となる銀ナノ粒子の基板への高密度吸着法の開発, および酸化還元反応を利用した二元系貴金属触媒の調整とその触媒活性評価を行った。
種々の貴金属触媒を作製するためには, 基板表面へ銀ナノ粒子を高密度かつ高分散状態で固定することが必要である。銀ナノ粒子を固定化するための基板表面処理法として直鎖上のカチオン性高分子電解質を用い, 溶液中における高分子電解質のコンフォメーションを制御した。この手法により, 銀ナノ粒子の高密度吸着を実現することができた。また, この手法は種々のナノ粒子やコロイド粒子にも適用可能な方法であることがわかった。
固定化した銀ナノ粒子を,貴金属イオンに接触させると, 標準電極電位の差による置換析出反応が進行する。この手法により, 金・白金・パラジウムと銀を含んだ二元系合金を作製することができた。貴金属は単体金属として析出するのではなく, ナノサイズの銀との二元系合金として析出する。合金化することにより, 単独の貴金属触媒よりも高活性な触媒となることがわかった。この二元系合金触媒を化学析出法による酸化亜鉛薄膜形成用触媒として用いたところ, 粒子サイズが小さくかつ級密な薄膜が形成されることがわかった。これは, 二元系合金とすることで触媒上での析出反応が効率良く起こり, その結果反応初期から級密な薄膜が形成するためと考えられた。このように置換析出という簡便な手法を用いてナノサイズの合金触媒を形成することで, 高活性な触媒を作製することができることがわかった。
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