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2008 Fiscal Year Annual Research Report

イオン液体を利用する金属ナノ構造体の精密構造制御

Research Project

Project/Area Number 20031012
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

岡崎 健一  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 助教 (70402485)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鳥本 司  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60271029)
Keywordsイオン液体 / 金属ナノ粒子 / 真空蒸着 / 合金 / 触媒 / 異方成長
Research Abstract

金属ナノ結晶は、粒子サイズに依存した物理化学特性を示し、光エレクトロニクス材料や(電極)触媒などへの応用が期待されている。当研究グループでは、蒸気圧の極めて低いイオン液体に対して金属をスパッタ蒸着することにより、表面修飾剤の添加なしでイオン液体中に均一に分散した金属ナノ粒子の作製に成功している。本年度、この手法で作製される金属ナノ粒子のより詳細な構造制御、合金ナノ粒子の作製、および電極触媒に向けた基板への固定化法について検討した。105℃で3時間減圧乾燥したイオン液体(BMI-PF6)に対して、5Paのアルゴン雰囲気下で5分間、銀をスパッタ蒸着した。この時、蒸着電流を10mAから40mAへと増加したところ、得られる銀ナノ粒子の平均粒径5.7nmから11nmへと増加し、イオン液体中のAg原子濃度も、0.26mmol dm^<-3>から1.4mmol dm^<-3>へと増加した。一方、スパッタリング時間のみを長くしたところ、銀粒子の直径は時間によらず一定となり濃度のみが増加した。このように蒸着電流と時間を制御することにより、生成する銀ナノ粒子の粒径と濃度を制御できることがわかった。また、スパッタ蒸着して作製した、銀ナノ粒子によって誘起されるイオン液体中でのガルバニ置換反応を利用して、AuAgナノ粒子を作製することに成功した。この時の合金組成は、イオン液体中の塩化金酸の濃度で自在に制御できることがわかった。さらに、金をスパッタ蒸着したイオン液体(TMPA-TFSA)をグラファイト電極上に滴下したのち150℃で加熱することにより、グラファイト電極上に金ナノ粒子が緻密に集積化することを見出した。この電極を用いて、酸素飽和KOH水溶液中でサイクリックボルタモグラムを測定したところ、酸素の2電子還元に由来する還元ピークが確認された。また、数サイクル測定した後も電極上の金ナノ粒子の形状や固定状態にほとんど変化はなく、安定な電極触媒として作用することがわかった。

  • Research Products

    (17 results)

All 2009 2008

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (9 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Thermally-induced Self-assembly of Gold Nanoparticles Sputter-deposited in Ionic Liquids on Highly-ordered Pyrolytic Graphite Surfaces2009

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, T. Suzuki, S. Kuwabata. T. Torimoto
    • Journal Title

      Chem. Lett. 38

      Pages: 330-331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Small-Angle X-ray Scattering Study of Au Nanoparticles Dispersed in the Ionic Liquids 1-Alkyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate2009

    • Author(s)
      Y. Hatakeyama, M. Okamoto, T. Torimoto, S. Kuwabata, K. Nishikawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C 113

      Pages: 3917-3922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Assembly of Ionic Liquid (BMI-PF 6) Stabilized Gold Nanoparticles on a Silicon Surface : Chemical and Structural Aspects2008

    • Author(s)
      O. P. Khatri, K. Adachi, K. Murase, K. Okazaki, T. Torimoto, N. Tanaka, S. Kuwabata, H. Sugimura
    • Journal Title

      Langmuir 24

      Pages: 7785-7792

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of In Situ Electrochemical Scanning Electron Microscopy Using Ionic Liquid as an Electrolyte2008

    • Author(s)
      S. Arimoto, D. Oyamatsu, T. Torimoto, S. Kuwabata
    • Journal Title

      ChemPhysChem 9

      Pages: 763-767

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of In Situ Electrochemical Scanning Electron Microscopy Using Ionic Liquid as an Electrolyte2008

    • Author(s)
      S. Arimoto, D. Oyamatsu, T. Torimoto, S. Kuwabata
    • Journal Title

      Electrochim Acta 53

      Pages: 6228-6234

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of in situ scanning electron microscope system for real time observation of metal deposition from ionic liquid2008

    • Author(s)
      S. Arimoto, H. Kageyama, T. Torimoto, S. Kuwabata
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications 10

      Pages: 1901-1904

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属中空ナノ粒子の構造制御2008

    • Author(s)
      岡崎健一
    • Journal Title

      光化学 39

      Pages: 218-219

  • [Presentation] 溶液内化学反応を伴うイオン液体への金属スパッタ蒸着による合金ナノ粒子の作製2009

    • Author(s)
      鈴木俊正、岡崎健一、桑畑進、鳥本司
    • Organizer
      電気化学会第76回大会
    • Place of Presentation
      京都大学, 京都
    • Year and Date
      20090329-31
  • [Presentation] スパッタ蒸着による金ナノ粒子分散イオン液体の作製と加熱によるナノ粒子サイズ制御2009

    • Author(s)
      栗本卓、岡崎健一、桑畑進、鳥本司
    • Organizer
      日本化学会第89回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学, 船橋
    • Year and Date
      20090327-30
  • [Presentation] Sputter Deposition of Ultrafine Gold-Silver Alloy Nanoparticles onto Ionic Liquids2009

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, S. Kuwabata, and. T. Torimoto
    • Organizer
      The 1 st G-COE International Symposium on Elucidation and Design of Materials and Molecular Functions
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋
    • Year and Date
      20090113-14
  • [Presentation] 銀ナノキューブへの位置選択的電気化学析出による金ナノフレーム構造体の作製2009

    • Author(s)
      岡崎健一
    • Organizer
      分子研研究会「プラズモニック物質と分子科学研究」
    • Place of Presentation
      分子科学研究所, 岡崎
    • Year and Date
      2009-01-23
  • [Presentation] イオン液体中における金属粒子の化学反応を利用した新規ナノ構造体の作製2008

    • Author(s)
      鈴木俊正、木山朋紀、岡崎健一、桑畑進、鳥本司
    • Organizer
      第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋
    • Year and Date
      20081108-09
  • [Presentation] イオン液体への真空蒸着により作製した金ナノ粒子の精密粒径制御2008

    • Author(s)
      栗本卓、岡崎健一、桑畑進、鳥本司
    • Organizer
      第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋
    • Year and Date
      20081108-09
  • [Presentation] Preparation of Gold-Silver Alloy Nanoparticles by a Simultaneous Sputter Deposition onto Ionic Liquids2008

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, K. Hirahara, N. Tanaka, S. Kuwabata, T. Torimoto
    • Organizer
      3 rd International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME-3)
    • Place of Presentation
      西安, 中国
    • Year and Date
      20081106-08
  • [Presentation] Preparation of Alloy Nanoparticles by a Simultaneous Sputter Deposition of Au and Ag onto Ionic Liquids2008

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, K. Hira hara, N. Tanaka, S. Kuwabata, T. Torimoto
    • Organizer
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2008 (PRIME 2008), 214 th Meeting of The Electrochemical Society (ECS)
    • Place of Presentation
      ホノルル, ハワイ
    • Year and Date
      20081012-17
  • [Presentation] Preparation of Ultrafine AuAg Alloy Nanoparticles in Ionic Liquids by a Sputter Deposition Technique2008

    • Author(s)
      K. Okazaki, T. Kiyama, T. Kameyama, K. Hirahara, N. Tanaka, S. Kuwabata, T. Torimoto
    • Organizer
      XXII IUPAC Symposium on Photochemistry 2008
    • Place of Presentation
      ヨーテボリ, スウェーデン
    • Year and Date
      20080728-0801
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 半導体ナノ粒子及びその製法2009

    • Inventor(s)
      鳥本司, 岡崎健一, 亀山達矢, 尾崎崇哲, 桑畑進, 工藤昭彦
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学, 大阪大学, 東京理科大学
    • Industrial Property Number
      特願2009-046785号
    • Filing Date
      2009-02-27

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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