【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0002
利用課題名 / Title
ナノ構造固体触媒の幾何構造解析および表面化学分析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,電子顕微鏡/Electron microscopy,電子分光,エネルギー貯蔵/ Energy storage,ナノ多孔体/ Nanoporuous material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
岸本 史直
所属名 / Affiliation
東京大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
髙林礼人
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-008：高分解能トップエントリー型透過電子顕微鏡
UT-301：多機能走査型X線光電子分光分析装置(XPS)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
グリーンケミストリ―の観点から、希薄なガス成分を選択的かつ効率的に化学転換することのできる固体触媒の創成が望まれている。我々のグループでは、担持金属ナノ粒子触媒の表面に、光反応を駆使してナノメートル厚の多孔質金属酸化物層「ナノメンブレン」を構築し、選択的・効率的触媒の開発を行ってきた。これらの触媒のキャラクタリゼーションには、高度な透過電子顕微鏡法や、X線光電子分光法による表面状態の観察手法は欠かせない。
実験 / Experimental
Rh担持SrTiO3触媒やPd担持TiO2触媒を、シリカ源やチタン源を含む水溶液に分散し、紫外光LEDを用いて光照射を行った。所定の時間後に濾過を行い、粉末成分を生成した。得られた粉末を乾燥・焼成したのち、TEMグリッドやカーボンテープの上に塗布して観察試料とした。
結果と考察 / Results and Discussion
得られた触媒は、光触媒的な水蒸気分解反応や自動車排ガス浄化反応に用いることで高活性化されたことを確認した。この高活性化の要因を調べるために、透過電子顕微鏡観察を行い、担持金属ナノ粒子の上に緻密な多孔質層が3-20 nm程度構築されていることを確認した。また、X線光電子分光測定によって、これらの多孔質層が均一に担持金属を被覆していることが確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Ayato Takabayashi, Photocatalytic formation of a gas permeable layer selectively deposited on supported metal nanoparticles for sintering-resistant thermal catalysis, Nanoscale Advances, 5, 1124-1132(2023).
DOI: 10.1039/D2NA00703G
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Takuya Suguro, A hygroscopic nano-membrane coating achieves efficient vapor-fed photocatalytic water splitting, Nature Communications, 13, (2022).
DOI: 10.1038/s41467-022-33439-x
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件