【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.11】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0096
利用課題名 / Title
超音波とウルトラファインバブルを用いた白金/金の複合ナノ粒子の合成
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ナノ粒子,触媒,光デバイス/ Optical Device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
安田 啓司
所属名 / Affiliation
名古屋大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
水野裕貴,山本悠太,安田啓司
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
安田啓司
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-102：高分解能電子状態計測走査透過型電子顕微鏡システム
NU-103：高分解能透過電子顕微鏡システム
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
Ptナノ粒子はメタノールの酸化など様々な反応の触媒として機能するが，Ptの使用量削減や触媒性能の向上のためにAuなどをコアとしてPtをシェルとした複合ナノ粒子の合成が盛んに研究されている．Au-Ptナノ粒子（Au@Pt NPs）の触媒性能を高めるためには，シェル部分のPtのナノ構造を制御して表面積を高くすることが望まれる． 本研究では，超音波還元法によりAuコアを作製したのちに，界面活性剤と直径1 μm以下の超微細気泡であるウルトラファインバブル（UFB）を共存させながら還元剤によってPtシェルを作製し，Au-PtNPsの形状に及ぼすUFBの影響を調査した．
実験 / Experimental
四塩化金(Ⅲ)酸水溶液とヘキサクロロ白金(IV)酸水溶液を混合し，非イオン性の界面活性剤であるPluronic F127を加えた上で，周波数488 kHz, 振動子印加電力50 Wの超音波を照射した．照射後，試料に還元剤であるアスコルビン酸水溶液を添加し，さらに，空気UFB水もしくは超純水（UPW）を添加し，所定時間静置し，Au-PtNPsを合成した．得られたナノ粒子の形状観察及び元素分析を行うために，透過型電子顕微鏡（TEM）及びエネルギー分散型Ｘ線分光法（EDS）を用いた．観察には名古屋大学超高圧顕微鏡施設のTEM（JEM-ARM 200F Cold、JEM-2100 plus）を用いた。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1(a)はUFB水、(b)はUPWで作製したAu@Pt NPsである。(a)はPtシェル層が均一であるが、(b)は〇部分においてPtシェル層がほとんど無い。4-ニトロフェノールの還元反応に対する触媒活性は(a)の方が1.5倍程度高かった。以上のことから、UFBによって均一なPtシェル有し、触媒性能の高いAu@Pt NPs作製できることが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Comparison of Au@Pt NPs synthesized (a) with UFBs, (b) UPW (Pt/Au = 0.05).
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 水野裕貴, 山本悠太, 小島義弘, 山口毅，安田啓司,化学工学会第55回秋季大会, 2023年9月12日
- 水野裕貴, 山本悠太, 小島義弘, 山口毅，安田啓司, 第33回ソノケミストリー討論会, 2023年10月18日
- 水野裕貴, 山本悠太, 山口毅，安田啓司, 第45 回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 2024年11月27日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件