貴金属合金ナノ粒子修飾ニッケル電極の作製とその電気化学分析への応用

贵金属合金纳米颗粒修饰镍电极的制备及其在电化学分析中的应用

基本信息

批准号：
21K05111
负责人：
小山宗孝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は、２種類の貴金属イオンが共存する水溶液中にニッケル線を浸漬する方法や、貴金属を段階的にニッケル線に修飾する方法に関して検討したが、本年度は、それらをさらに進展させて以下の検討を行った。まず、２種類の貴金属イオン水溶液に関する検討で、すでに興味深い電気化学応答が得られた金・白金合金系から進展させて、塩化白金酸イオンと硝酸銀を含む水溶液中にニッケル線を浸漬して表面修飾を試みた。塩化白金酸イオンと硝酸銀が共存した水溶液中では、それらの濃度比によって異なる量の塩化銀が生成して、白濁した懸濁水溶液となったり、白色沈殿が生成したりするのであるが、適切な濃度条件で白色懸濁液を調製してニッケル線を浸漬すると、ニッケル表面に白金ナノ粒子を高密度で修飾できることが明らかになった。この場合、析出物はおもに白金であるが、アルコールの電極触媒酸化応答からは、銀も少量含まれる合金が形成されていることがわかった。塩化白金酸イオンのみを含む水溶液中にニッケル線を浸漬した場合、白金ナノ粒子はほとんど表面修飾できない。そのため、塩化銀を水溶液中で生成してニッケル線を浸漬する方法は、白金を析出させるために有効であると考えられる。また、この要因としては、塩化銀の酸化還元電位が銀イオンに比べて負になるためメディエータとして働くためと推察できる。そこで、水溶液中に共存させることを昨年検討した銅イオンと電位的に同じ関係を持つプロトンについても、水溶液中に共存させる方法、つまり、反応水溶液中に酸を添加する方法についても検討した結果、この場合も白金析出が促進されることが明らかになった。この方法は合金修飾ではないものの、白金の簡便な修飾法として電極触媒および反応触媒の調製法として有効であり、さらに検討を進めている。

去年，我们研究了将镍线浸入两种贵金属离子共存的水溶液中的方法，以及分阶段将贵金属改性为镍线的方法。首先，我们开发了金铂合金系统，通过对两种贵金属离子水溶液的研究，该系统已经显示出有趣的电化学反应，并通过将镍丝浸入含有氯铂酸离子和硝酸银的水溶液中对其进行表面改性。我试过。据揭示，在氯铂酸根离子和硝酸银共存的水溶液中，根据它们的浓度比，产生不同量的氯化银，导致水溶液浑浊或白色沉淀。在一定浓度条件下制备的白色悬浮液，可以用高密度的铂纳米颗粒对镍表面进行修饰。在这种情况下，沉淀物主要是铂，但醇的电催化氧化反应表明形成了还含有少量银的合金。当将镍丝浸入仅含有氯铂酸根离子的水溶液中时，铂纳米粒子的表面几乎不能被改性。因此，在水溶液中生产氯化银并浸渍镍丝的方法被认为对于沉积铂是有效的。此外，可以推断其原因是氯化银与银离子相比具有负的氧化还原电势，因此起到介体的作用。因此，我们考虑了一种方法，让质子与铜离子具有相同的电位关系，我们去年认为质子可以共存于水溶液中，从而使它们共存于水溶液中，即添加酸可知，在该情况下，也促进了铂的析出。尽管该方法不是合金改性方法，但作为铂的简单改性方法以及制备电极催化剂和反应催化剂的方法是有效的，并且正在进行进一步研究。