JOPSS:検索結果一覧

論文

Coordination number regulation of molybdenum single-atom nanozyme peroxidase-like specificity

Wang, Y.*; Jia, G.*; Cui, X.*; Zhao, X.*; Zhang, Q.*; Gu, L.*; Zheng, L.*; Li, L. H.*; Wu, Q.*; Singh, D. J.*; et al.

Chem, 7(2), p.436 - 449, 2021/02

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.10.023

被引用回数：194 パーセンタイル：99.8(Chemistry, Multidisciplinary)

Nanozymes are promising alternatives to natural enzymes, but their use remains limited owing to poor specificity. Overcoming this is extremely challenging due to the intrinsic structural complexity of these systems. We report theoretical design and experimental realization of a series of heterogeneous molybdenum single-atom nanozymes (named Mo $_{rm{SA}}$ -N $_{x}$ -C), wherein we find that the peroxidase-like specificity is well regulated by the coordination numbers of single Mo sites. The resulting Mo $_{rm{SA}}$ -N $_{3}$ -C catalyst shows exclusive peroxidase-like behavior. It achieves this behavior via a homolytic pathway, whereas Mo $_{rm{SA}}$ -N $_{2}$ -C and Mo $_{rm{SA}}$ -N $_{4}$ -C catalysts have a different heterolytic pathway. The mechanism of this coordination-number-dependent enzymatic specificity is attributed to geometrical structure differences and orientation relationships of the frontier molecular orbitals.

論文

Hydrogen absorption and desorption on Rh nanoparticles revealed by dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy

Song, C.*; Seo, O.*; 松村大樹; 廣井慧*; Cui, Y.-T.*; Kim, J.*; Chen, Y.*; Tayal, A.*; 草田康平*; 小林浩和*; et al.

RSC Advances (Internet), 10(34), p.19751 - 19758, 2020/05

https://doi.org/10.1039/D0RA03322G

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

To unveil the origin of the hydrogen-storage properties of rhodium nanoparticles (Rh NPs), we investigated the dynamical structural change of Rh NPs using dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS). The variation of the Rh-Rh interatomic distance and Debye-Waller factor of Rh NPs with a size of 4.0 and 10.5 nm during hydrogen absorption and desorption suggested that they have a different mechanism for hydrogen absorption, which is that the hydrogen absorption on the inner site has a greater contribution than that on a surface for Rh 4.0 nm. In the case of Rh 10.5 nm, it is opposed to Rh 4.0 nm. This study demonstrates a powerful XAFS method for observing small local structural changes of metal nanoparticles and its importance for understanding of the hydrogen-absorption properties of Rh NPs with an interesting hydrogenation mechanism.

論文

Pt, PtCo触媒表面の酸素吸着に及ぼす水の影響

Cui, Y.-T.*; 原田慈久*; 丹羽秀治*; 尾嶋正治*; 畑中達也*; 中村直樹*; 安藤雅樹*; 吉田利彦*; 石井賢司*; 松村大樹

NanotechJapan Bulletin (インターネット), 11(4), 6 Pages, 2018/08

固体高分子形燃料電池の正極には白金ナノ粒子触媒が使用されているが、加湿によって活性化過電圧が発生して性能が低下することが知られている。この原因を解明し、低減する技術を確立することが、燃料電池の性能向上とコスト低減に向けた喫緊の課題となっている。しかしながら、従来の方法で測定した白金ナノ粒子触媒のX線吸収スペクトルでは、白金の内殻正孔の寿命によるスペクトル幅の広がりで微細な構造がぼやけてしまい、吸着に起因する電子状態の変化を捉えることが困難であった。そこで本研究では、非弾性X線散乱装置を利用した高分解能型の蛍光X線吸収分光法による測定を行った。結果、酸素が水と共存することにより、白金の酸化を促進することが明瞭に検出でき、実験的に初めて明らかにすることができた。本来、触媒である白金は反応前後で不変であるべきものであるが、この反応では、白金上で酸素が水と共吸着することにより安定化して反応の進行を遅らせた結果、過電圧がより大きく生じていると解釈できる。また、白金コバルト合金ナノ粒子についても調べたところ、酸素と水の共吸着による酸化促進効果がほとんど起こらないことを見出した。

論文

Wetting induced oxidation of Pt-based nano catalysts revealed by high energy resolution X-ray absorption spectroscopy

Cui, Y.-T.*; 原田慈久*; 丹羽秀治*; 畑中達也*; 中村直樹*; 安藤雅樹*; 吉田稔彦*; 石井賢司*; 松村大樹; 陰地宏*; et al.

Scientific Reports (Internet), 7(1), p.1482_1 - 1482_8, 2017/05

https://doi.org/10.1038/s41598-017-00639-1

被引用回数：19 パーセンタイル：49.58(Multidisciplinary Sciences)

In situ high energy resolution fluorescence detection X-ray absorption spectroscopy (HERFD-XAS) was used to systematically evaluate interactions of H $_{2}$ O and O $_{2}$ adsorbed on Pt and Pt $_{3}$ Co nanoparticle catalysts in different particle sizes. The systematic increase in oxidation due to adsorption of different species (H $_{2}$ O adsorption O $_{2}$ adsorption O $_{2}$ + H $_{2}$ O coadsorption) suggests that cooperative behavior between O $_{2}$ and H $_{2}$ O adsorptions is responsible for the overpotential induced by hydrated species in fuel cells. From the alloying and particle size effects, it is found that both strength of O $_{2}$ /H $_{2}$ O adsorption and their cooperative effect upon coadsorption are responsible for the specific activity of Pt catalysts.

論文

Hydroformylation of olefins by a rhodium single-atom catalyst with activity comparable to RhCl(PPh $_{3}$ ) $_{3}$

Lang, R.*; Li, T.*; 松村大樹; Miao, S.*; Ren, Y.*; Cui, Y.-T.*; Tan, Y.*; Qiao, B.*; Li, L.*; Wang, A.*; et al.

Angewandte Chemie; International Edition, 55(52), p.16054 - 16058, 2016/12

http://doi.org/10.1002/anie.201607885

Single-atom catalysts have the advantages of both homogeneous catalysts, such as "isolated sites", and heterogeneous catalysts, such as stability and reusability, and thus would be a promising alternative to traditional homogeneous catalysts. In the hydroformylation of olefins, single-atom Rh catalysts supported on ZnO nanowires demonstrate similar efficiency (TON 40000) compared to that of homogeneous Wilkinson's catalyst (TON 19000). HAADF-STEM and infrared CO chemisorption experiments identified isolated Rh atoms on the support. XPS and XANES spectra indicate that the electronic state of Rh is almost metallic. The catalysts are about one or two orders of magnitude more active than most reported heterogeneous catalysts and can be reused four times without an obvious decline in activity.

論文

Electronic structure of Pt and Pt-Co nanoparticles with O $_{2}$ and O $_{2}$ /H $_{2}$ O adsorption revealed by in situ XAFS and hard X-ray photoelectron spectroscopy

Cui, Y.*; 原田慈久*; 畑中達也*; 中村直樹*; 安藤雅樹*; 吉田稔彦*; 池永英司*; 石井賢司*; 松村大樹; Li, R.*; et al.

ECS Transactions, 72(8), p.131 - 136, 2016/10

https://doi.org/10.1149/07208.0131ecst

被引用回数：1 パーセンタイル：48.91(Electrochemistry)

The electronic structures of Pt and Pt-Co nanoparticles with O $_{2}$ adsorption and O $_{2}$ /H $_{2}$ O co-adsorption were investigated by in situ hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) and in situ high resolution fluorescence detection X-ray absorption spectroscopy (HERFD-XAS) to clarify the effects of water adsorption on fuel cell cathode catalysis surface. The experimental results suggest that under the pressure of 1 mbar, the adsorption of H $_{2}$ O hinders the successive O $_{2}$ adsorption on Pt surface, while under the pressure of 1 bar, the adsorption of H $_{2}$ O enhances the adsorption of O $_{2}$ on Pt surface. This water effect is found to be more significant on Pt surface than on Pt-Co surface. These results would be helpful to understand how the water affects the fuel cell performance and why Pt-Co nanoparticles show higher oxygen reduce reaction (ORR) activity than Pt nanoparticles.

論文

Recent progress on the development and analysis of the ITPA global H-mode confinement database

McDonald, D. C.*; Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; Kardaun, O. J. W. F.*; Snipes, J. A.*; Greenwald, M.*; Sugiyama, L.*; Ryter, F.*; Kus, A.*; Stober, J.*; et al.

Nuclear Fusion, 47(3), p.147 - 174, 2007/03

https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/3/001

被引用回数：51 パーセンタイル：29.82(Physics, Fluids & Plasmas)

国際トカマク物理活動(ITPA)全体的Hモード閉じ込めデーターベースの第3版(DB3)に関し1994年から2004年の期間に行われた更新と解析について、この論文は記述する。エネルギー閉じ込め時間とその制御パラメータの巨視的データを、異なったサイズと形状の次の18装置から集めた。ASDEX, ASDEX Upgrade, C-Mod CoMPASS-D, DIII-D, JET, JFT-2M, JT-60U, MAST, NSTX, PBX-M, PDX, START, T-10, TCV, TdeV, TFTR及びUMAN-3M。このDB3データベースに基づき、幅広い物理研究が行われた。特に中心部と周辺部の振る舞いの分離,無次元解析、及びデータベースと1次元輸送コードとの比較に進展があった。データーベースは、ITERのような次期装置の閉じ込め特性の基盤を評価することを主要な目的としており、この論文でも解析結果を踏まえて次期装置を議論する。

論文

Scaling of the energy confinement time with and collisionality approaching ITER conditions

Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; Chudnovskiy, A.*; Kardaun, O. J. W. F.*; 滝塚知典; Snipes, J. A.*; Greenwald, M.*; Sugiyama, L.*; Ryter, F.*; Kus, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 45(9), p.1078 - 1084, 2005/09

https://doi.org/10.1088/0029-5515/45/9/007

被引用回数：51 パーセンタイル：82.4(Physics, Fluids & Plasmas)

ELMyHモードデータベースの最新版の状況を再検査した。一般最小2乗回帰法における幾つかの変数について偏りがあることが確認された。これらの欠点に注意して、3種の解析手法、(a)主要素回帰法,(b)変数内誤差手法、及び(c)偏りの小さい少数変数による解析、を取り入れた。標準的な工学的変数で表した比例則とともに、無次元物理変数を用いた比例則を導出した。新比例則は従来の比例則に比べて、ITERの標準的ベータ運転に関して同様な性能を予測するが、より高いベータの運転では性能が高くなると予測する。

論文

TRU核種に関する野外核種移行試験,2; 通気層土壌中に埋設した人工バリア材における核種移行試験

前田敏克; 田中忠夫; 向井雅之; 小川弘道; 山口徹治; 宗像雅広; 松本潤子; 香西直文; 馬場恒孝; Fan, Z.*; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 2(3), p.336 - 341, 2003/09

https://doi.org/10.3327/taesj2002.2.336

野外の通気層土壌中に埋設したベントナイト材及びセメント材中における90Sr,237Np及び238Puの移行試験を人工降雨による湿潤条件下及び自然降雨による乾燥条件下でおこなった。いずれの試験結果も、予測される水理条件やこれまでに明らかにされている現象と定性的に一致した。さらに、ベントナイト材については室内試験結果やこれまでに提案されている核種移行メカニズム等から分布を定量的に計算した。野外試験結果と計算結果とを比較することにより、野外における核種移行挙動は室内試験を始めとする既往の知見等からほぼ評価可能であることが分かった。

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