Nanoscale Element Replacement Science: Structural Transformation of Nanocrystalline Phases and Development of Novel Functions

纳米级元素替代科学：纳米晶相的结构转变和新功能的开发

基本信息

批准号：
19H05634
负责人：
寺西利治
金额：
$ 129.04万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、理論・実験両面から貴金属の性能を凌駕する一連の新奇ナノ粒子群を創製する。すなわち、①低周期dブロック金属ナノ粒子へのpブロック元素の導入やガルバニック置換による合金化により電子構造を大きく変調し、貴金属ナノ粒子の物性・触媒特性を凌駕する新金属相ナノ粒子群を創製する。②低周期dブロック金属からなる半導体ナノ粒子のイオン交換により、結晶構造・電子構造を変調し、貴金属ナノ粒子では困難な全近赤外光エネルギー変換ヘテロ構造ナノ粒子群を創製する。貴金属の合金化の新奇手法として、本年度は新たにPd-Sナノ粒子を出発物質とした合金手法の開発に取り組み、Pd-Sナノ粒子からもPd-Pナノ粒子と同様の置換反応が進行することが分かった。また、昨年度発見したZ3-Fe(Pd,In)3ナノ粒子の新規物性開拓を行った。等方性L12-(Fe,In)Pd3ナノ粒子と異方性Z3-Fe(Pd,In)3ナノ粒子の磁気特性を評価したところ、L12構造と比較し異方性Z3構造では保磁力が約15倍増加しており、構造特異物性の発現が実証された。さらに、AlドープSrTiO3の水素生成助触媒としてPtナノ粒子の一部をRuに置換したPtRu合金ナノ粒子とすると、solar-to-hydogen変換効率0.45%が達成され、Rhを用いない助触媒として最高値を示した。一方、昨年度Cu2-xSナノ粒子を用いた一連のカチオン交換反応において、「反応前後で結晶系が維持される」という従来の常識を覆す新たな発見があり、詳細な実験・理論計算の結果、六角柱型の六方晶系CoSは底面よりも側面の表面エネルギーが大きく、高さが大きくなると側面の広い露出を避けようとして安定な立方晶系Co9S8へ構造変化することが示唆された。Co2+以外の陽イオンでは異なる傾向が見られ、物質固有の構造安定性がこの現象に重要な役割をもつことも分かった。

在这项研究中，将创建一系列新的奇怪纳米颗粒，这些纳米颗粒超过理论和实验中贵金属的性能。也就是说，（1）通过将P-块元素引入金属纳米颗粒中，并通过电流替换合金以形成新的金属相纳米 - 粒子基团，从而极大地调节了低 - 周期d-块元素。贵金属纳米颗粒的特征。（2）对半导体纳米颗粒的离子结构和电子结构进行了调制，由低周期D-块金属组成，并产生异质的异质纳米颗粒基团，这对于贵金属纳米颗粒而言很难。作为一种合金金属合金的新方法，今年，我们将使用PD-S纳米颗粒作为出发物质进行合金方法的开发，并且与PD-P纳米颗粒相同的替代反应将从PD-S纳米粒子中进行发展我明白。此外，去年开发了新的Z3-FE（PD，IN）3纳米颗粒。等效的L12-（Fe，In）PD3纳米颗粒和各向异性Z3-FE（PD，in）3评估了纳米颗粒的磁性特征，与L12结构相比，粘贴是瓷器的增加了约15次，并且增加了。已经证明了结构特异性的表达。此外，如果将PT纳米颗粒的一部分替换为RU作为Al Dope Srtio3的氢产生催化剂，则可以达到0.45％的太阳能转换效率，并且是不使用RH的最佳辅助催化剂显示了。另一方面，在一系列使用Cu2-XS纳米颗粒的阳离子改变反应中，有一个新的发现推翻了传统的“晶体系统在反应前后和之后保持晶体系统的传统意识”，因此在详细的实验和理论计算中。边。除了二氧化碳+之外，还有不同的趋势，发现该物质的固有结构稳定性在这种现象中起着重要作用。

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nanoscale Element Replacement Science: Structural Transformation of Nanocrystalline Phases and Development of Novel Functions

纳米级元素替代科学：纳米晶相的结构转变和新功能的开发

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Shimanoe;S. Endo;T. Matsuyama;K. Wada and K. Okamoto;Toshiharu Teranishi
通讯作者：
Toshiharu Teranishi

Transformations of Ionic Nanocrystals via Ion Exchange Reactions

通过离子交换反应进行离子纳米晶体的转化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
1.S. Kim;H. Mizuno;M. Saruyama;M. Sakamoto;M. Haruta;H. Kurata;T. Yamada;K. Domen;and T. Teranishi;Toshiharu Teranishi
通讯作者：
Toshiharu Teranishi

ナノ元素置換科学：未踏構造ナノ粒子の合成と構造特異機能

纳米元素替代科学：具有未探索的结构和结构特定功能的纳米颗粒的合成