2010 Fiscal Year Annual Research Report
精密構造制御されたAu-酸化物ハイブリッドナノ粒子の生成と触媒作用の研究
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22560664
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
古賀 健司 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (30356969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 宏昭 独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (40357116)
越崎 直人 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (40344197)
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| Keywords | 金ナノ粒子 / 複合ナノ粒子 / ヘテロ接合 / 触媒 / 構造制御 / 電子顕微鏡 |
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| Research Abstract |
金ナノ粒子は酸化物上にヘテロ接合を作り担持されることによって、非常に優れた触媒特性を示すことが知られているが、金/酸化物ヘテロ界面構造および金ナノ粒子構造形態と触媒特性との相関に関する部分について、未だ詳細な研究結果がほとんど存在していない。我々は、精密に構造制御された金-酸化銅(I)複合ナノ粒子を作成することによって、この問題へのアプローチを試みる。ヘリウムを使用したガス中蒸発法により、Cu-Auを原料蒸気からCu-4at.%Au合金ナノ粒子を気相中に生成し、気相中で熱酸化処理(1100℃で約0.1秒間)することによって、Ar-Cu_2O複合ナノ粒子を得た。詳細な高分解能電子顕微鏡観察と解析により、Au部分(平均粒径4nm)とCu_2O部分(平均粒径10nm)は非対称的に結合し、両相の結晶学的方位は完全に一致し、ミスフィット転位が皆無なヘテロ接合が実現されていた。特に粒子の特徴としては、Au部分の半分がCu_2O部分へ埋没し、全体として「目玉」の様な形態を示し、この種の形態の複合ナノ粒子の報告例は非常に少ない。この形態は、試料中の個々の粒子について非常に均一であり、金ナノ粒子/酸化物接合のモデル系として非常に有用である。Au-Cu_2O複合ナノ粒子と市販のシリカ粉末を混合捕集した試料について、CO酸化触媒活性を調べた結果、50%転化率が215℃を示す特性が得られた。アレニウスプロットにより既報の触媒と比較した結果、アルミナ担持金触媒などと同等の触媒性能を持つことがわかった。今後は、この結果をベースとして、生成条件を変化させることによって種々の構造パラメータを変化させ、触媒活性への影響を調べる予定である。
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