貴金属ナノシート触媒の調製と高機能化

贵金属纳米片催化剂的制备及功能化

基本信息

批准号：
13750723
负责人：
白井誠之
金额：
$ 1.41万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2002)Tohoku University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

黒鉛層間金属ナノシート触媒の調製白金塩化物を黒鉛層間に挿入し白金塩化物-黒鉛層間化合物(PtClx-GIC)を調製した.更にPtClx-GICを水素還元処理することで白金-黒鉛層間化合物(Pt-GIC)を調製した.透過型電子顕微鏡によりPt-GICにおいて白金集合体は厚み2〜3nmのシート状であること,またシートには120°で折れ曲がった縁や六角形の穴を多数持つことがわかった.塩化白金を黒鉛を混合し還元処理した場合では,黒鉛表面に球状の金属粒子が形成されるのみであった.Pt-GIC試料においてシート状の白金集合体ができるのは,塩化白金が黒鉛層間で上下からの相互作用を受けながら還元するためと考えられるPt-GICに塩化ニッケルを挿入し,水素還元処理することで,白金ナノシートの縁をニッケルで被ったバイメタルシートの調製を試みた.X線吸収微細構造,X線光電子分光法,分析電子顕微鏡などによる構造解析の結果,白金ナノシートとニッケル金属微粒子は分離して存在することがわかった.黒鉛層間金属ナノシートの触媒作用黒鉛層間に挿入された白金ナノシートを触媒としてフェニルアセチレンの水素化反応を行うと通常の炭素担持白金触媒に比較して倍のエチルベンゼン選択性を示した.また,アダマンチルアセチレンの水素化反応においても高いアダマンチルエチレン選択性を示した.黒鉛層間に白金微粒子が挟まれている構造により反応基質が黒鉛層間に十分に挿入できず,炭素間三重結合の白金集合体への吸着が規制されることにより反応の選択性(形状選択性)が発現したものと考えている.

石墨层间金属纳米片催化剂的制备将氯化铂插入石墨层之间，制备氯化铂-石墨插层化合物(PtClx-GIC)。此外，对PtClx-GIC进行氢气还原处理。制备了铂-石墨插层化合物(Pt-GIC)，透射电镜显示Pt-GIC中的铂聚集体呈片状，厚度为2～3 nm，且片状具有120°的弯曲。。结果发现，Pt-GIC样品有许多锋利的边缘和六角形孔洞。当氯化铂与石墨混合并进行还原处理时，石墨表面仅形成球形金属颗粒。Pt-GIC样品片状的原因与形成铂聚集体类似的是，氯化铂在石墨层之间受到上下相互作用的同时被还原。通过将氯化镍插入到Pt-GIC中并进行氢还原处理，可以将铂还原。我们尝试制备一种双金属片，其中纳米片的边缘被镍覆盖。通过使用X射线吸收精细结构、X射线光电子能谱和分析电子显微镜进行结构分析，发现铂。发现使用插入石墨层之间的铂纳米片作为催化剂的苯乙炔的氢化反应催化插入石墨层之间的金属纳米片的氢化反应。与含铂催化剂相比，它表现出两倍的乙苯选择性。在金刚烷基乙炔的加氢反应中，它还表现出高金刚烷基乙烯选择性。铂细颗粒夹在石墨层之间的结构使反应底物能够（形状选择性）是由于石墨层之间的插入不足引起的，这限制了碳-碳三键对铂聚集体的吸附。