2018 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation, structure and catalysis of metal nanosheets intercalated graphite layers
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18H01782
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
白井 誠之 岩手大学, 理工学部, 教授 (70250850)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
七尾 英孝 岩手大学, 理工学部, 准教授 (50312509)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属ナノシート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粉末黒鉛と塩化白金との混合物を高圧高圧の塩素下で処理することで塩化白金を黒鉛層間に挿入した（PtClx-GIC)．黒鉛の(002)強度は塩化白金挿入量（1～15wt%）と共に減少することを確認した．PtClx-GICを水素還元処理することでシート状の白金微粒子が黒鉛層間で形成される（Pt-GIC）ことを電子顕微鏡観察により明らかにした．白金ナノシートは数nmの厚みで幅が数十～数百nmであること，内部に六角形の穴を多数有し，ま120ºに折れ曲がった縁を多数有することがわかった．シートの形状は白金挿入量に無関係であった．．
黒鉛層間にある白金ナノシート（Pt-GIC）の触媒作用を，黒鉛表面に担持した白金微粒子（Pt/Gmix）と比較した．超臨界二酸化炭素溶媒を用いるシンナムアルデヒドの水素化反応で比較した．Pt/GmixはPt-GICよりも高い活性（シンナムアルデヒド消費速度）を示したが，Pt-GICは高いシンナミルアルコール選択性を示した．Pt-GICでは白金が黒鉛層内にあるため，シンナムアルデヒド分子の吸着が規制されるために，Pt-GICが高いシンナミルアルコール選択性を示したものと考えられる．
また新たに塩化イリジウムを出発物質とすることで金属イリジウムを黒鉛層内に有する化合物の調製を試みた．演歌イリジウムと粉末黒鉛の混合物を高温高圧の塩素下で処理しさらに水素還元を行った．塩素処理の圧力と温度，水素処理の温度と圧力について検討し，723 K, 0.46 MPaの塩素で１週間処理し，773K, 40kPaの水素で処理することで，厚み数nmで，幅が10 nm以下のdisk状のイリジウム金属微粒子が黒鉛層間に形成できることを明らかにした
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
黒鉛層間への白金ナノシート合成とその触媒利用に成功した．白金ナノシート合成で得られた知見をもとに塩化イリジウムを用いて，イリジウム金属微粒子を含む黒鉛層間化合物の合成に成功した．金属の特性のためと考えられるが，白金では厚みが数nmで幅が数百nmであるシート状の粒子が形成されたが，イリジウムでは厚みが数nmで幅が10 nm以下のディスク状の微粒子が形成されることを明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
今回合成に成功した金属イリジウム微粒子を層間に有する黒鉛層間化合物の触媒利用について検討する．更にパラジウム，ロジウム金属を挿入した黒鉛層間化合物の調製と触媒作用研究へと展開する．
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