高圧パルス放電による超臨界二酸化炭素の分解

高压脉冲放电分解超临界二氧化碳

• 批准号: 14655323
• 负责人: 西山 勝彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655323/
• 关键词: 超臨界二酸化炭素; 白金; 銅; 高圧電気化学; 電流効率; 修飾電極; 電界還元; 白金修飾銅; 二酸化炭素還元; 高圧電源; 超臨界流体; 銅電極

超臨界二酸化炭素、あるいは高圧二酸化酸素雰囲気下での電極反応に用いるために、酸性溶液中での置換メッキ法を利用した新規白金修飾銅電極を作製した。この手法は、銅電極の形状および、結晶性を問わず、浸漬時間と錯体の濃度によって、白金の量を容易に制御可能であった。また、金、銀、電極上に作製した自己組織化単分子膜に塩化白金酸イオンを静電的に結合させた後、電気化学的に還元、更に、有機膜であるチオールの膜を還元脱離法によるて脱離して作製した、白金/金電極も作製した。電極の作成法としては、比較的濃度の低い1mM塩化白金酸溶液を用いて浸漬時間を変化させることで修飾する白金の量を変化させて、白金を薄く修飾することができた。実験条件を検討した結果、白金修飾銅電極の作製には低濃度の塩化白金酸を使用するほうが望ましいことがわかった。酸素の還元において白金修飾銅電極は、白金の修飾時間が短時間(10sec,30sec)である場合、銅と似た挙動を示した。酸素の還元電位は、Cu電極上での酸素還元の場合に比べて100mVほどネガティブシフトし、水素発生はわずかながらポジティブシフトした。また白金の修飾時間が長時間(5min,10min)の場合、酸素還元において白金とほぼ同じ電位で酸素の還元が生じ、銅と同様に水素発生が確認された。すなをち、銅と白金の両方の特徴が見られた。二酸化炭素の還元においてギ酸生成の電流効率は白金修飾銅電極(10sec:37.0%,30sec:25.8%,300sec:30.3%)は銅電極の場合(6.9%)よりも高くなった。一方、メタンの生成の電流効率は、白金を短時間(10sec)で修飾したもの(17.6%)において、銅電極の場合(118%)よりも高い値が得られた。つまり二酸化炭素の還元においては比較的少量の白金を修飾した白金修飾銅電極が高い触媒効果を示すと考えられる。

在酸性溶液中采用置换镀法制造了一种新型铂改性铜电极，用于超临界二氧化碳或高压二氧化氧气氛中的电极反应。通过这种方法，无论铜电极的形状和结晶度如何，都可以通过改变浸泡时间和络合物浓度来轻松控制铂的量。此外，将氯铂酸离子静电键合到金、银和电极上制作的自组装单分子膜后，进行电化学还原，然后还原并解吸有机硫醇膜，还通过解吸制备了铂/金电极。采用解吸法。该电极是通过使用相对较低浓度的1mM氯铂酸溶液并改变浸泡时间来改变待修饰的铂的量，从而使得对铂进行较薄的修饰成为可能。作为检查实验条件的结果，发现优选使用低浓度的氯铂酸来制造铂改性铜电极。在氧还原中，当铂改性时间较短（10秒、30秒）时，铂改性铜电极表现出与铜相似的行为。与Cu电极上氧还原的情况相比，氧还原电势负移约100 mV，并且析氢稍微正移。此外，当铂改性时间较长(5分钟、10分钟)时，在与铂几乎相同的电位下发生氧还原，并且与铜的情况一样确认了氢的产生。不久之后，人们观察到了铜和铂的特性。在二氧化碳还原中，铂改性铜电极的甲酸生成电流效率（10秒：37.0％，30秒：25.8％，300秒：30.3％）比铜电极（6.9％）更高）。另一方面，当铂在短时间内（10秒）改性时，产生甲烷的电流效率（17.6%）比使用铜电极时（118%）更高。换句话说，认为用相对少量的铂修饰的铂修饰铜电极在还原二氧化碳方面表现出高催化效果。

项目成果

Katsuhiko Nishiyama, Yasuhiro Mie, Chiho Yamada, Midori Kishita, Hideyuki Nagai, Isao Taniguchi: "Photoinduced Enzyme Reaction of Reconstituted Myoglobin"、14^<th> International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy"14^<th> Int

Katsuhiko Nishiyama、Yasuhiro Mie、Chiho Yamada、Midori Kishita、Hideyuki Nagai、Isao Taniguchi：“重构肌红蛋白的光诱导酶反应”，第 14 届太阳能光化学转换与存储国际会议”14 届 Int

Atsushi Kubo, Katsuhiko Nishiyama, Isao Taniguchi: "Evaluation of pKa for Amine-Terminated Self-assmebled Monolayers by FT-Surface Enhanced Raman Spectroscopy"Asian Conference on Electrochemistry 2002 and The 5^<th> Korea-Japan Joint Seminar on Electroche

Atsushi Kubo、Katsuhiko Nishiyama、Isao Taniguchi：“Evaluation of pKa for Amine-Terminal Self-assembled Monolayers by FT-Surface Enhanced Raman Spectroscopy”亚洲电化学会议2002暨第五届韩日电化学联合研讨会

I.Taniguchi: "Surface functions of 2-mercapropyridine, 2-mercaptopyrazine and 2-mercaptoquinoxaline modified Au(111) electrodes for rapid electron transfer of cytochrome c"Electrochemistry Communications. 5・(10). 857 (2003)

I.Taniguchi：“2-巯基吡啶、2-巯基吡嗪和2-巯基喹喔啉修饰的Au(111)电极用于细胞色素c快速电子转移的表面功能”电化学通讯5・(10)。

Superoxide Dismutase (SOD) Modified Electrodes

超氧化物歧化酶 (SOD) 修饰电极

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of The Surface Science Society of Japan 25
• 作者: Y.Mie;K.Nishiyama
• 通讯作者: K.Nishiyama

Taro Yamada, Nao Takano, Tomoyuki Inoue, Tetsuya Osaka, Katsuhiko Nishiyama, Hiroshi Harada, Yosuke Tanaka, Isao Taniguchi: "Organic Ultra Thin Films Covalently Bonded n Si(111) Prepared by Grignard Reaction"Asian Conference on Electrochemistry 2002 and T

Taro Yamada、Nao Takano、Tomoyuki Inoue、Tetsuya Osaka、Katsuhiko Nishiyama、Hiroshi Harada、Yosuke Tanaka、Isao Taniguchi：“通过格氏反应制备的有机超薄膜共价键合 n Si(111)”亚洲电化学会议 2002 和 T