| 研究概要 |
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。昨年度の研究では,各種基板表面上へ均一かつ高密度に銀ナノ粒子を吸着する手法を見出した。固定化した銀ナノ粒子を,各種貴金属イオンに接触させると,標準電極電位の差による電気化学反応により,銀がイオンとして溶出し,同時に貴金属イオンが金属として析出する。この反応により,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。SEM, TEM, XPSなどの各種分析の結果から,貴金属は単体金属として析出するのではなく,ナノサイズの貴金属と銀との二元系合金として存在することがわかった。
本手法により作製した貴金属合金触媒の触媒活性評価の一つとして,各種触媒を用いた化学析出法による酸化亜鉛薄膜の形成をおこなった。貴金属触媒の種類によりZnO膜の配向性および結晶の大きさに違いが見られた。従来工業的に使用さえてきたPd触媒では配向性が認められず,大きな結晶粒子が析出する。一方,Pd-Ag触媒では,c軸配向性が認められ,微細な結晶粒子が析出することがわかった。また,断面観察から従来の触媒では基板/ZnO膜界面に欠陥が多数見られるが,Pd-Ag触媒では界面に欠陥は認められず,緻密な皮膜が得られている。これらの違いは,Pd単体触媒に比べてPd-Ag合金触媒が高活性であるため,結晶成長初期に均一な反応が起こったためと考えられる。
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。
|
