超多元合金の革新的機能開拓と触媒への展開

开发超级多元合金创新功能并将其应用于催化剂

• 批准号: 21H04684
• 负责人: 山元 公寿
• 金额: $ 27.71万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04684/
• 关键词: サブナノ粒子; 触媒; デンドリマー

1nm程度もしくはそれより小さいサブナノ粒子は、ナノ粒子とは全く異なる電子的機能や反応性を発現できることから、新材料としての研究展開が強く望まれている。特にその触媒活性は興味深く、これまで白金サブナノ粒子においてバルクやナノ粒子には無い活性の発現が明らかとなってきた。本研究では，原子の種類と数を精密に規定できるデンドリマー鋳型を利用した精密な元素配合手法を発展させることで、触媒応用が期待できるサブナノ粒子を様々に合成した。集積には４段階の精密集積が可能なテトラフェニルメタンをコアとした第四世代のフェニルアゾメチンデンドリマー(TPMG４)および、そのコア部位にピリジンを１つ導入した類縁体(PyTPMG4)を用いた。ガリウム、スズ、ビスマス、銅、ルテニウム、白金を中心に、様々な元素種について TPMG4およびPyTPMG4への集積を検討し、これら元素種の精密集積と微細配合を達成した。特にガリウムと白金の配合について，錯形成させる際の溶媒組成によりデンドリマー鋳型への集積順を逆転できることを見出した。これにより精密集積できる数が小さい内側と、数が大きい外側とを制御して配合できるようになり、全比率での精密配合が可能となった。さらに、銅-ルテニウムや、銅-白金-スズなどの精密配合と合金サブナノ粒子の合成を見出すとともに、PyTPMG4を利用した1原子置換型のサブナノ粒子合成手法も開発した。このように、触媒応用が期待される元素種についてTPMG4およびPyTPMG4への精密な集積と微細な配合を行うことで、新しいサブナノ粒子の多彩な合成を実現した。

大约1 nm或更小的亚纳米颗粒可以表现出完全不同的电子功能和来自纳米颗粒的反应性，并且强烈需要作为新材料进行研究。催化活性特别有趣，并且已经揭示了迄今为止铂金亚纳米颗粒中散装或纳米颗粒中未发现的活性。在这项研究中，我们使用树状聚合物模板开发了一种精确的元素混合方法，该模板允许精确定义原子的类型和数量，并合成了可以在催化应用中使用的各种亚纳米颗粒。为了积累，由四苯基甲基烷制成的第四代苯唑噻嗪树突聚合物（TPMG4）作为能够精确整合四个阶段的核心，而模拟（PYTPMG4）则使用一个吡啶引入核心位点。我们研究了TPMG4和PYTPMG4在各种元素物种中的积累，主要是镀凝剂，锡，二晶，铜，铜，扁桃体和铂，并实现了这些元素物种的精确积累和精细的混合。特别是，发现树突聚合物模板中的积累顺序可以根据络合过程中的溶剂组成而逆转。这允许可以精确集成的内部控制和精确混合，并且外部可以通过大数字进行调整，从而可以在整个比率上精确组合。此外，我们发现了合金亚纳米颗粒的合成，其铜正​​森植物和铜 - 铂丁丁丁的精确混合，还使用pytpmg4开发了一种单原子亚纳米颗粒合成方法。因此，通过精确积累和精细的混合元件，这些元素被预期为TPMG4和PYTPMG4催化应用，已经实现了各种新的亚纳米颗粒。

项目成果

デンドリマーによって精密合成された鉄-スズクラスターの物性

使用树枝状聚合物精确合成的铁锡簇的物理性质

• 发表时间: 2021
• 作者: 村松央教;神戸徹也;塚本 孝政 ;細野伶奈;今岡享稔;山元公寿
• 通讯作者: 山元公寿

Expansion of Dendrimer Template Function for Subnanoparticle Synthesis

• DOI: 10.1246/cl.210316
• 发表时间: 2021-09-01
• 期刊: CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kambe, Tetsuya;Li, Meijia;Yamamoto, Kimihisa
• 通讯作者: Yamamoto, Kimihisa