金属ナノ粒子積層電極の電気化学的修飾とその(光)電極触媒活性

金属纳米颗粒堆叠电极的电化学修饰及其（光）电催化活性

基本信息

批准号：
17750115
负责人：
八木一三
金额：
$ 2.11万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、種々のポリマーを鋳型とする白金または金ナノ粒子を電極表面に固定するための最適な組み合わせを明らかにすることに注力した。具体的には、ポリアクリル酸(PAA)のようなポリアニオンを鋳型として調製した白金ナノ粒子、ポリエチレンイミン(PEI)のようなポリカチオンを鋳型として調製した白金ナノ粒子、ならびにポリビニルピロリドン(PVP)に代表される中性のポリマーを鋳型とする白金ナノ粒子および金ナノ粒子を、対応するポリマーとの交互積層を行った。白金ナノ粒子を交互積層した場合には、電気化学測定により、積層数に対する水素吸脱着波の変化から、担持できた白金量を見積もるとともに、酸素還元活性を評価した。一方、金ナノ粒子の場合には、透明基板を用いて、吸光度変化から積層量を評価した。いずれの場合も、10層目あたりから、積層回数と実際の積層量との相関が線形からずれ、表面が次第にラフネスを増大させていくことがわかった。ただし、その度合いには対ポリマーの分子量や構造、親・疎水性にかなり影響を受けることもわかった。また、基板の種類に応じて、前処理を行うことが、安定した積層を行う上で、有用であることもわかってきた。以上の結果については、より系統的な研究の必要性がある。一方、さらに実際の電極触媒研究と関連づけるために、白金ナノ粒子を担持した触媒粒子の表面をポリマーで処理し、その表面電荷を利用して、サブミクロンスケールの粒子も交互積層法により電極基板表面に固定できることも明らかにしつつある。

今年，我们专注于确定使用各种聚合物作为电极表面模板固定铂或金纳米颗粒的最佳组合。具体而言，使用聚酸酯（例如聚丙烯酸（PAA））作为模板，铂纳米颗粒制备的铂纳米颗粒，使用聚阳离子（例如聚阳离子）（PEI）作为模板制备的铂纳米颗粒，以及使用中性聚合物（如多个聚合物）制成的铂纳米颗粒和金纳米颗粒（如多个纳米颗粒），例如多乙烯基颗粒（PEI）。聚合物。当铂纳米颗粒交替堆叠时，可以根据电化学测量值和减少氧气减少活性来估计可以支撑的铂量和相对于堆叠层的数量而估计的铂量。另一方面，对于金纳米颗粒，根据使用透明的底物的吸光度变化来评估层压层的量。在这两种情况下，都发现层数与实际层的实际量之间的相关性从线性基础从第10层转移，并且表面的粗糙度逐渐增加。然而，还发现该程度受到聚合物的分子量，结构和父/疏水性的显着影响。还发现，根据底物的类型，预处理可用于执行稳定的层压。需要对上述结果进行更多系统的研究。另一方面，为了进一步与实际的电催化研究有关，很明显，可以用聚合物对铂纳米颗粒支撑的催化剂颗粒的表面进行处理，并且可以使用颗粒的表面电荷来固定亚尺度尺度的颗粒，以通过交替层压方法来固定电极表面的电极表面。