2006 Fiscal Year Annual Research Report
組成と形状を制御したPd二元金属ナノ粒子触媒を用いるカーボンナノチューブの合成
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17360385
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
三宅 幹夫 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (80112019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 真実 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助手 (60362026)
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| Keywords | 触媒 / 金属ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 金属ナノワイヤー |
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| Research Abstract |
1.形状制御した金属ナノ粒子の合成とキャラクタリゼーション(山田)
有機保護剤として作用するポリビニルピロリドン(PVP)存在下、アルコール還元によってPdナノ粒子を調製し、さらに、Ni^<21>またはCo^<21>存在下で還元することでPdをコア、NiまたはCoをシェルとする二元金属ナノ粒子を調製した。また、新たな試みとして、H_2PtCl_6を水-DMF-トルエン溶液中、過剰のNaBH_4で存在下3時間室温、空気中で攪拌・還元することで、径が2nmの単結晶白金ナノワイヤーが簡便に合成できることを見出した。こうした金属ナノ粒子は、XRD, TEMなどによって詳細にキャラクタリゼーションした。
2.カーボンナノチューブ(CNT)の合成とキャラクタリゼーション(三宅)
二元金属ナノ粒子を種々の担体上に含浸担持させて触媒を調製した。CNTは、気相流通式反応装置を用い、原料ガスとしてアセチレンを流すことで合成した。触媒として二元金属ナノ粒子を用いた場合に、Pd単独よりも高い活性を示した。シリカ-アルミナ担持Pd/Ni触媒では、反応温度が500℃よりも高い場合にCNTが生成し、温度が高くなると生成したCNTの径が太くなる傾向にあることをTEM観察によって明らかにした。Pd/Co触媒について担体の種類をシリカ-アルミナ、MgO、モンモリロナイトなどに変えた結果、特に、MgO担体を用いると、MgO粒子間を連結するように長いCNTが生成しているのがTEM観察で確認された。電極間をブリッジしたCNTの生成につながるためデバイスへの展開が期待できる。他に、「節」状の突起が付いたCNTや球状連鎖体などの生成も認められたが、反応条件をさらに詰めて再現性を確認する必要がある。
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