ナノポーラス金属中の高密度ナノ双晶の導入過程の解明

阐明纳米多孔金属中高密度纳米孪晶的引入过程

基本信息

批准号：
17K14839
负责人：
西本一恵
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Al-Cu金属間化合物を酸やアルカリ溶液に浸漬させAlを溶出させるリーチング処理により、数10nm以下の間隔で双晶欠陥が存在する組織をもつナノポーラス銅を作製した。またリーチング条件を調整することで、さらに双晶境界の間隔が数nm間隔の高密度なナノ双晶欠陥を有するナノポーラス銅を作製し、それらは酸化やCO酸化に対し高い触媒能を示した。XRDやTEMによってナノポーラス金属組織の詳細な評価を行い、ポーラスCu中の結晶ドメインは隣のドメインと90度の特異な方位関係をもった組織であることがわかった。特にCu内の双晶境界が111面に沿って存在し、その数nm間隔の高密度な双晶欠陥がポーラス組織の表面まで存在することで、その表面は211面で形成された数nmの凹凸で形成されている特異な組織であることがわかった。またDFT計算により、数nmの凸凹の表面組織は酸素などを吸着しやすいサイトである結果が得られた。また母合金のAl2Cu金属間化合物の単結晶を一部リーチング処理して得たリーチング界面のTEM観察では、Al2Cuの正方晶の方位関係に起因してリーチング後のポーラス組織の結晶ドメインの方位関係が形成され、さらにナノ双晶欠陥が特異な角度関係で導入されている様子を観察した。これらの知見は、金属触媒の触媒能を向上させるのに双晶欠陥などの欠陥組織が重要なファクターであることを示す結果であり、またを今後ナノ双晶などの特異な結晶欠陥組織の形成を制御する上で非常に重要な知見になりうる結果である。

进行了浸出处理，其中将Al-CU的金属间化合物浸入酸或碱溶液中以洗脱Al，从而产生具有纳米多孔铜，其结构以小于几十nm的间隔存在双胞胎缺陷。此外，通过调整浸出条件，产生了高密度纳米温缺陷的纳米多孔铜，在双边界之间有几个NM的间距，并且这些铜的间距在双边界之间的间距，并且显示出高催化能力的氧化和氧化能力。我们使用XRD和TEM对纳米多孔图进行了详细评估，发现多孔Cu中的晶体域与相邻域具有90度的独特取向关系。特别是，Cu内的双边界存在于111个表面，并且高密度的双缺陷具有几个NM的间距，直到多孔组织的表面，并且发现表面是由211个表面上几个NM不均匀形成的独特结构。此外，DFT的计算表明，几个NM表面不均匀的表面组织是容易吸附氧气等的位点。此外，在观察到通过部分浸出的母亲AL2CU的单晶体获得的浸出界面的观察结果，观察到，由于浸出后多孔结构的晶体结构域的方向关系是由于Al2cu的Al2cu和该Nanotwin defect的Al2cu介绍了Al2cu的方向关系而形成的。这些发现表明，诸如双缺陷等缺陷结构是改善金属催化剂催化能力的重要因素，并且可能在控制未来的特殊晶体缺陷结构（例如纳米特温林）的形成中可能非常重要。