数十keV電子線を用いた白金ナノ粒子の生成及び触媒反応への応用

Production of platinum nanoparticles using a few ten keV electron beams and application to catalytic reactions

箱田 照幸; 山本 春也; 吉川 正人; 五十住 幸大*; 有谷 博文*

Hakoda, Teruyuki; Yamamoto, Shunya; Yoshikawa, Masahito; Isozumi, Yukihiro*; Aritani, Hirofumi*

触媒能を有する貴金属ナノ粒子の作製方法として、貴金属イオン水溶液の表面に高密度電子層を形成できる照射効果を持つ低エネルギー電子線を用いる放射線還元法の有効性を調べた。高線量率照射が実現できる数十keVの電子線を用いて、OHラジカルの捕捉剤であるエタノールを含む0.5mmol/Lの白金(Pt)イオン水溶液10mLを照射し、Ptイオンの還元、Pt粒子の生成を行うとともに、得られた粒子の触媒能を調べた。その結果、水溶液全体でPtイオンの還元反応が進行し、一次粒子として2から5nmの白金ナノ粒子が生成することがわかった。また、このPtナノ粒子には水素解離能及び酸素還元能があることを確認したことから、数十keVの電子線を用いた放射線還元法が、触媒作用を有する5nm未満の白金ナノ粒子を再現性よく作製する技術として有効であることがわかった。

In the present study, the reduction of PtCl ions and subsequent formation of Pt particles were examined for a few tens keV EB irradiation of PtCl ion solution in the presence of 1-20wt% ethanol as an OH radical scavenger. As a result, the reduction of PtCl ions proceeded in whole solution by irradiating only the topmost surface layer of the solution, and these Pt particles with sizes of 2-5 nm would be produced as primary particles through reduction of PtCl ions. Moreover, these Pt particles were observed to have hydrogen dissociation activity and oxidation activity.