遷移金属クラスターによる二酸化炭素の活性化を用いた触媒反応
【研究分野】物理化学
【研究キーワード】
貴金属 / イリジウム / イオン移動度分析法 / 光電子分光法 / 質量分析法 / レーザー蒸発法 / 磁気ボトル型光電子分光法 / 遷移金属 / MALDI質量分析法 / イオン移動度質量分析法 / コバルト / 遷移金属クラスター / 高分子保護 / 光電子スペクトル / 水素化反応 / 触媒・化学プロセス
【研究成果の概要】
本研究では金属クラスターによる小分子活性化に関連して以下の成果を得た。（１）金原子負イオンによる二酸化炭素吸着状態の温度依存性から，吸着の異性体の相対安定性を調べた。また，（２）酸素雰囲気下での金属クラスター表面の酸化反応初期過程で観測される構造変化を調べ，表面酸化からさらなる酸化の進行過程の中間構造を得た。さらに，気相中でのレーザー蒸発法の適用によって生成するクラスターとして，（３）バルク状態とは異なる立方体型構造のイリジウムクラスターや（４）二炭化アルミニウムクラスターを見出した。そして，（５）気相中のレーザー蒸発で生成するクラスターを取り出すためのセットアップの開発を進めた。
【研究の社会的意義】
金属クラスターは，バルクやナノ粒子と異なる反応性を示すことから注目を集めている。本研究では，金属クラスターによる分子活性化の温度依存性や表面酸化の初期過程について調べ，大気雰囲気下で触媒として利用する際に影響を与える可能性がある構造変化を調べた。また，イリジウムやアルミニウムを含む，特異的な組成や低配位数構造をもつ金属クラスターを真空実験で見出し，これらを溶液中に取り出す手法の開発も進めた。このように，金属クラスターの特異な反応性を触媒などの応用へとつなげるための知見が得られ，最終的に金属クラスターの機能性材料への展開につながると期待される。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)