【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT0009
利用課題名 / Title
金属クラスター及び金属ナノ粒子触媒の構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
金属クラスター, ナノ粒子, 触媒,電子顕微鏡/Electron microscopy
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)
北澤 啓和
所属名 / Affiliation
立命館大学 生命科学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
倉田 博基
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-403：モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
粒径2 nm以下の原⼦数が数個から数⼗個で構成される⾦属クラスターの触媒作⽤は、構成原⼦数、粒径、組成によって⼤きく変化するため、これらを精密に制御することで、新しい⾦属クラスター触媒の開発が期待できる。粒径や構成原⼦数を制御した⾦属クラスター担持触媒を合成する際、前駆体に有機配位⼦保護⾦属クラスターを⽤いる⾦属クラスター担持触媒合成法及びデンドリマーを用いた合成法がある。本研究では、これらの新規合成法を開発し、⾰新的な触媒機能を有する担持金属クラスター触媒の創出を目指す。本課題では、メソポーラスカーボン担体上に、粒径2 nm前後の⾦属クラスターを担持・安定化し、その粒径や組成等の構造解析を行った。
実験 / Experimental
ポリアミドアミンデンドリマー (PAMAM-OH G4) を用いて合成したAuクラスターをメソポーラスカーボン上に担持し、得られたメソポーラスカーボン担持Auクラスター及びチオールを用いて、二元金属クラスターの合成を試みた。
これらの試料をカーボン支持膜付Moグリッド上にキャストし、HAADF-STEM及びEDSの測定試料とした。HAADF-STEM及びEDSによるメソポーラスカーボン担持Auクラスター等の粒径測定及び組成解析を京都大学化学研究所先端ビームナノ科学センターにて、モノクロメーター搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡 (日本電子株式会社 JEM-ARM200F) を用いて、加速電圧200 kVで行った。
結果と考察 / Results and Discussion
PAMAM-OH G4を用いて合成したAuクラスターをメソポーラスカーボン上に担持し、粒径及び組成をモノクロメーター搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡により観察し、得られたHAADF-STEM画像及びEDS元素マッピングから、およそ1~2 nm程度のAuクラスターが分散して合成できていることを確認した。更に、合成したメソポーラスカーボン担持Auクラスター及びチオールを用いることで、メソポーラスカーボン担持AuクラスターにCu等の異種金属元素を導入し、二元金属クラスターが合成できていることをHAADF-STEM画像及びEDS元素マッピングから見出した。
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)
本研究はJSPS科研費JP19K15377の助成を受けたものです。
TEM観察用試料作製及び測定の際、支援してくださった京都大学化学研究所先端ビームナノ科学センター 倉田博基教授、ならびに、清村勤特定研究員に深く感謝いたします。
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)
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