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中瀬 吉昭; 竹崎 淳一; 畑田 元義
KURRI-TR-368, p.33 - 38, 1992/00
鉄、クロム、コバルトの金属カルボニルを気相で放射線照射を行い、微粉末を得た。一方、金属塩水溶液の放射線照射により微粉末が析出した。これらの微粉末の電顕観察、粒径測定、熱分析、元素分析等からサイズ及び化学組成を検討した。気相放射線照射では、金属酸化物が生成すること、これらの中にCO
、HO、炭素化合物が含まれていることなどがあきらかとなった。また、微粉末は最小粒径20~30nmの微粒子の集合体であることがわかった。金属塩水溶液の照射では、還元反応による金属微粒子が生成する。最小数十nmの金属粒子の集合体に成長するが、これらはより小粒径(nmオーダ)の集まりである。界面活性剤、重合性単量体の存在により、安定に分散させることが可能である。
箱田 照幸; 山本 春也; 有谷 博文*; 吉川 正人
no journal, ,
水溶液中で貴金属ナノ粒子を生成する方法である放射線還元法において、多孔質基板表面への適用技術の開発を目指し、数十keVの低エネルギー電子線を用いて多孔質基板の極表層への貴金族触媒粒子の生成・固定を試みた。その結果、塩化白金酸水溶液を含浸したアルミナ多孔質基板表面に数十keVの電子線を照射することにより、アルミナ基板の極表層に白金粒子を生成・固定できることを確認した。また、X線光電子分光分析結果からこの白金粒子の約70w%は金属状の白金成分であり、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化できる触媒性能を有することが分かった。これらの結果から、低エネルギー電子線を用いた放射線還元法が新たな触媒作製技術になりうる可能性を示すことができた。
菅原 利史*; 有谷 博文*; 箱田 照幸; 吉川 正人
no journal, ,
300keV以下の低エネルギー電子線は水中での電子の飛程小さく、その領域内に高線量率でエネルギーを付与できる。この特徴を放射線還元法で活かすことにより水溶液表面に貴金属ナノ粒子膜を生成できる可能性がある。そこで、本研究では、塩化白金酸(IV)イオンと還元促進剤であるエタノールを含む水溶液に、加速エネルギーが数十keVの低エネルギー電子線を照射して、白金ナノ粒子膜の生成を試みるとともに、生成した膜の構造や化学組成や触媒性能の有無を調べた。その結果、エタノール濃度が0.5%程度の低い場合では、電子線照射により水容器表面に平均粒径が2-5nmの粒子が互いに接合した構造の膜が生成した。エタノール濃度の増加に伴い、白金粒子が凝集・粗大化すると同時に水溶液中に分散し、貴金属ナノ粒子膜の生成が抑制された。水溶液表面に生成した白金ナノ粒子膜の燃料電池触媒性能を調べた結果、酸素還元能を有していることを確認し、数十keVの電子線還元法を用いた触媒層の新たな作製法としての可能性を見出した。
菅原 利史*; 高橋 絢香*; 有谷 博文*; 島田 明彦; 箱田 照幸; 杉本 雅樹; 吉川 正人
no journal, ,
白金(Pt)イオンを含む水溶液に数十keVの低エネルギー電子線を照射することにより、水溶液表面に白金のナノ粒子膜が生成することが分かっている。本研究では、白金ナノ粒子膜の生成に関して、添加するアルコール濃度の影響を調べるとともに、生成した膜の燃料電池触媒性能について定量した。その結果、アルコール濃度が0.5%の低濃度条件においてナノ粒子膜の生成が促進され、高濃度になるに従いナノ粒子が凝集し粗大化した不均一な粒径の膜が生成することが分かった。また、生成したナノ粒子膜は、0.6V(vs. NHE)の酸素還元電位を有することを確認し、低エネルギー電子線によりナノ粒子の触媒層を形成できることを明らかにした。
箱田 照幸; 高橋 絢香*; 島田 明彦; 山本 春也; 有谷 博文*; 八巻 徹也
no journal, ,
水溶液へ300keV以下の低エネルギー電子線を照射することで液表層にプラズマが形成され、それを反応場とした塩化白金酸イオンの還元によって白金ナノ粒子膜が生成する現象を見出した。本研究では、このプラズマ反応場の特徴を活かした貴金属ナノ粒子膜の作製指針を得るため、塩化金酸イオンを用いたときのナノ粒子膜生成について調べた。その結果、白金同様、金(Au)でも水溶液表面に膜状生成物が生じることを確認し、塩化金酸イオンと共存させるアルコールとしてエタノールよりも2-プロパノールの方がより均一粒径(5-20nm)で高密度な粒子膜を生成した。また、X線光電子分光分析により、粒子膜を構成しているAuの85%が金属Au(0)まで還元されていることがわかった。TiO基板に転写したAuナノ粒子膜を200
Cに加熱しながら1000ppmの一酸化炭素を含む空気を流通すると二酸化炭素の生成が見られたことから、その触媒作用が確認できた。以上の結果から、電子線誘起の極表層プラズマ反応場を用いた新たな触媒作製技術の可能性を拓いた。
線を利用してセリア薄膜上に析出させた白金ナノ粒子山本 春也; 杉本 雅樹; 宮下 敦巳; 箱田 照幸; 八巻 徹也; 森 利之*
no journal, ,
酸化セリウム(セリア)に担持させた白金(Pt-CeO
)は、Pt単独よりも高い酸素還元活性を示すことから、固体高分子形燃料電池におけるカソード触媒として有望視されている。Pt-CeOの酸素還元活性を十分に引き出すためには、Ptナノ粒子をセリア表面に均一分散させる必要がある。本研究では、電子線及び線を用いた放射線還元法によりCeO膜上にPt粒子を形成し、その形態、析出量、化学結合状態について、走査型電子顕微鏡、ラザフォード後方散乱法、X線光電子分光法などにより調べた。実験では、スパッタリング法により石英基板上に蒸着したCeO膜をエタノール添加の塩化白金酸水溶液に浸漬し、そこへ2MeV電子線あるいは
Co線を最高で50kGy照射した。その結果、直径数十ナノメータのPt粒子がCeO膜上に一様に析出し、界面ではCeOの酸素欠損を介して化学結合を形成していることが示唆された。