規整表面ナノ構造研究クラスター <展開型>

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反応制御のための規整表面ナノ構造をつくる、みる

リーダー 高草木 達

メンバー 清水研一、田 旺帝、原 賢二、近藤 敏啓、佃 達哉、魚崎 浩平、八木一三、角山寛規、増田卓也

構造の規定された酸化物単結晶表面を機能性分子や金属で様々に修飾することで、well-deinedな表面反応場を構築する。走査型トンネル顕微鏡(STM)や偏光全反射蛍光XAFS法を用いて原子・分子レベルでの幾何・電子構造評価を行うとともに、実際に触媒活性を測定することで活性発現の起源を明らかにし、活性サイトの合理的設計のための指針を得る。

例えば酸化物上の金属ナノ粒子は担持金属触媒をはじめ、センター、電子デバイスなど様々な材料に応用されているが、凝集が起こりやすく、微少クラスター(サイズが1nm以下)を均一に十分な量担持することが難しい。しかし酸化物表面を、あらかじめ金属と強く相互作用する官能基を有する機能性分子で修飾することで、図1のように金属を単原子状に分散できる。機能性分子の被覆率と金属の導入量を変化させることで、サイズを制御した微小クラスターの調製が可能になると期待できる。

Fig. 1 Atomically dispersed Au on TiO2(110) premodified with o-MBA (mercaptobenzoic acid) molecules.