2019 Fiscal Year Research-status Report
Preparations of noble metal nanoparticles modified base metal wire electrodes and their applications to electroanalysis
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18K05170
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小山 宗孝 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90221861)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 貴金属ナノ粒子 / 修飾電極 / ボルタンメトリー / 電気化学分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず、昨年度に行ったニッケル線電極表面へのパラジウム修飾の展開として、ニッケル線の代わりにニッケルマイクロ粒子を用いたパラジウム修飾について検討した。その結果、塩化パラジウム酸イオンを含む水溶液中にニッケルマイクロ粒子を加えて振とうするという簡便な方法で、パラジウムをニッケルマイクロ粒子表面に修飾できることがわかった。特にその際、４種類のニッケルマイクロ粒子に関してエタノールの電極触媒酸化特性を比較して、触媒能の高いマイクロ粒子の表面構造などを明らかにした。
また、チタンを卑金属として用いた検討では、チタン線を塩化金酸水溶液に浸漬するだけでチタン線表面に微量の金を修飾できることがわかった。また、この方法で作製した金修飾ニッケル線電極では、フェロシアン化物イオンに対してシグモイダルな電位電流応答が得られたため、金ナノ集積電極が簡便な方法で作製できることを明らかにした。さらに、金の修飾量を増大させるためには、チタン線を塩酸で前処理する方法が有効であることを、エタノールやグルコースの電極触媒応答を測定・比較することにより明らかにした。
昨年度に続いて行なっているニッケル線に対する貴金属２成分系修飾については、金・パラジウムおよび金・白金の各イオンを混合した水溶液中にニッケル線を浸漬した場合の貴金属析出反応の促進挙動に関してさらに検討を進めた。また、ニッケルマイクロ粒子に対する金・パラジウムの貴金属２成分系修飾についても検討を開始したところ、貴金属２成分の共存系だけでなく、段階的に異種貴金属を修飾した場合にも興味深い電極触媒特性が観測できた。そのため、この詳細についても検討を進めている。
段階的修飾については、銀・パラジウムおよび銀・白金の修飾についても検討を開始し、特にこの方法で、白金の修飾が促進されるという現象を見いだしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ニッケルマイクロ粒子へのパラジウム修飾については、一定の知見を得て論文にまとめることができた。また、ニッケル線への金修飾と比較するかたちで、チタン線への金修飾にも検討して、基板卑金属の違いによる修飾特性を明らかにするとともに、金修飾チタン線電極の電気分析化学への応用についても明らかにできた。
さらに、貴金属の２成分修飾に関しても、ニッケル線およびニッケルマイクロ粒子を基板として、同時修飾と段階的修飾による電極触媒特性の違いや、各種複合貴金属材料の電極触媒能について検討を進めることができた。
上記の成果から、本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。それに加えて、当初は予定していなかった銀と貴金属の段階修飾の試みにおいても予期していない興味深い結果が得られたので、その進展についても大きく期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究については、卑金属線表面に単一貴金属を修飾することを想定して当初計画を立案したが、初年度にニッケル線表面へのパラジウム修飾を基盤として大きく進展し、２年目の本年度は、ニッケルマイクロ粒子を被修飾材料として利用する方法を確立するとともに、貴金属２成分の同時修飾や段階修飾についても研究を進展できた。そのため、今後の研究の推進方策として、最終年度は、特に、貴金属２成分系のニッケル線電極およびニッケルマイクロ粒子の表面修飾についてさらに検討を進め、貴金属析出反応の促進機構や、２成分で発現する特異的な電極触媒特性を明らかにする計画である。
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| Causes of Carryover |
ほぼ予定通りであるが、3512円を経理上次年度使用額とした。少額なので使用計画には変更を生じない。
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