Development of a dynamical operando hard x-ray photoelectron spectroscopic system for liquid reaction field

液体反应场动态原位硬X射线光电子能谱系统的研制

基本信息

批准号：
21H04677
负责人：
横山利彦
金额：
$ 26.96万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、2021年度に引き続き、SPring-8高輝度硬X線挿入光源ビームラインBL36XUにおいて、雰囲気制御硬X線光電子分光装置に取り付ける固液界面測定システムの設計立ち上げ、およびテスト測定を実施した。固―液界面で動作中の電極表面の電子状態測定を可能にするオペランド電気化学光電子分光システムを立ち上げた。テスト測定として、硫酸銅水溶液を電解質溶液とした銅の電解析出反応のその場分光測定を実施した。作用電極に印加した状態で電解質―電極界面の光電子分光測定を行うことで、銅が電極表面に析出する初期過程のその場観測に成功した。順調に研究が進行していると考えている。また、昨年度に実施した固気界面における不均一触媒反応のオペランド光電子分光研究に関して追加の測定を行いつつ、成果発表を行った。特に、銅-亜鉛系触媒を用いたメタノール合成のオペランド硬X線光電子分光測定に関しては複数の学会で講演を行い、現在論文を投稿中である。また、電気化学酸素還元反応触媒として高活性を有するカーボン担持Ptナノクラスターのその場光電子分光研究も実施して、得られた成果は学術誌に投稿して出版された。小板谷と横山は国際会議・国内学会等での招待講演を各２件実施しており、本研究課題が内外から広く注目されていることを示すことができた。

从 2021 年开始的本财年，我们设计并推出了固液界面测量系统，该系统连接到 SPring-8 高亮度硬 X 射线插入光源光束线 BL36XU 上的大气控制硬 X 射线光电子能谱仪，并进行了测试测量。我们推出了一种操作电化学光电子能谱系统，可以在固液界面操作期间测量电极表面的电子态。作为测试测量，使用硫酸铜水溶液作为电解质溶液进行铜的电解沉积反应的原位光谱测量。通过在工作电极上施加电压，在电解质-电极界面进行光电子能谱测量，我们成功地原位观察了铜沉积在电极表面的初始过程。我相信研究进展顺利。此外，我们还进行了额外的测量，并展示了去年进行的固气界面非均相催化反应的操作光电子能谱研究的结果。特别是，他曾在多个会议上发表演讲，目前正在提交一篇关于使用铜锌催化剂合成甲醇的原位硬 X 射线光电子能谱测量的论文。我们还对碳负载的Pt纳米团簇进行了原位光电子能谱研究，该纳米团簇作为电化学氧还原反应催化剂具有高活性，所得结果已提交给学术期刊发表。小田谷和横山分别在国际会议和国内会议上做了两次特邀报告，表明该研究课题正在受到国内外的广泛关注。