形状、粒径、物性に多様性を持った貴金属ライクな純銅ナノ粒子の触媒への応用

不同形状、粒径和物理性质的类贵金属纯铜纳米粒子在催化剂中的应用

基本信息

批准号：
19K05187
负责人：
田中秀樹
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

銅ナノ粒子は、還元による合成が難しいだけでなく、合成されたナノ粒子が容易に酸化されやすい純銅ナノ粒子について、光還元法を駆使した構造多様性をもたせた合成法の確立を行ってきた。２０２２年度は、こうした多様性を、有益な複合体合成にも発展させる手法についてまずは検討を行った。具体的には、半導体ナノワイヤとして知られるセレンナノワイヤを光還元法によって、電気伝導性に優れるセレン化銅ナノワイヤの合成を行った。合成物を高分解能電子顕微鏡で観察したところ、構造を保持したままナノワイヤ全体が均一にセレン化銅になっていることがわかった。またXRD測定を行ったところ、その結晶構造は電気伝導性に優れるα相であることがわかった。こうして得られたナノワイヤを、有機物熱電材料として知られているPEDOT:PSS中にスピンコート法で埋め込んだところ、４０％を超える混合率において、飛躍的に材料全体の電気伝導度が向上することがわかった。これは薄膜内においてナノワイヤ同士がネットワーク構造を形成するいわゆるパーコレーションによって実現されていることを明らかにした。混合によってゼーベック係数は若干低下するため、これらを乗算して求められる熱電材料の効率の指数としてよく用いられるパワーファクターベースでは、５３％の混合比において性能が最大化されることを明らかにした。こうして得られた研究成果については学会発表を行っただけでなく、論文による公表も行った。

铜纳米颗粒不仅难以通过还原来合成，而且还建立了合成方法，这些方法使用光递增方法的纯铜纳米颗粒提供结构多样性，这些方法很容易被合成的纳米颗粒氧化。在2022财年，我们首先研究了将这种多样性发展为有益复杂综合的方法。具体而言，通过光递录来合成称为半导体纳米线的硒纳米线，以合成具有出色的电导率的铜硒化纳米线。当使用高分辨率电子显微镜观察复合材料时，发现整个纳米线是由硒化铜制成的，同时保留了结构。此外，XRD测量结果表明，晶体结构是具有出色电导率的α相。当如此获得的纳米线嵌入PEDOT中：PSS（称为有机热电材料）通过自旋涂层，发现整个材料的电导率以超过40％以上的混合速率显着提高。已经证明，通过所谓的渗滤可以实现这一目标，在这种渗透中，纳米线在薄膜中形成网络结构。随着Seebeck系数随着混合而略微降低，发现在功率因数基库中，以53％的混合率将性能最大化，这通常用作通过将其乘以获得热电材料效率的指数。以这种方式获得的研究结果不仅在学术会议上提出，而且在论文中发表。