JP2016159222A - 高分子保護材フリー担持触媒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る高分子保護材フリー担持触媒の製造方法は、ナノ粒子が担持体に担持され、高分子保護材を含有しない高分子保護材フリー担持触媒の製造方法であって、ナノ粒子の合成原料となる化合物と、担持体と、炭素数が2以上の還元性をもつ有機溶媒と、を含有し、かつ、高分子保護材を含有しない混合物を加熱して、ナノ粒子を合成するとともに、該ノ粒子を前記担持体に担持させる工程1を有する。
【選択図】図1
Description
本実施形態に係る高分子保護材フリー担持触媒の製造方法では、ナノ粒子がRu粒子であるとき、合成原料はRu化合物である。Ru化合物はRu有機化合物であることが好ましい。担持触媒をより効率的に得ることができる。Ru有機化合物は、ジケトナート又はアセテートを含有する化合物であることが好ましい。ジケトナートを含有するRu有機化合物は、例えば、トリス(アセチルアセナト)ルテニウム(III)(以降、Ru(acac)3という。)である。アセテートを含有するRu有機化合物は、例えば、酢酸ルテニウム(以降、酢酸Ruという。)である。
担持体は、カーボン若しくはセラミックスのいずれか一方又は両方である形態を包含する。セラミックスは、例えば、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、カルシア、マグネシア、チタニア、セリア、ジルコニア、セリアジルコニア、ランタナ、ランタナアルミナ、酸化スズ、酸化タングステン、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ボロシリケート、リンタングステン酸、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、ペロブスカイト、コージェライト、ムライト又はシリコンカーバイドである。カーボンは、例えば、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ又はカーボンナノホーンである。本実施形態では、これらの担持体の中から1種だけを使用するか、又は2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合は、セラミックスから2種以上を組合せて用いるか、カーボンから2種以上を組合せて用いるか、又はセラミックスから1種以上及びカーボンから1種以上を組合せて用いてもよい。より好ましくは、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、活性炭及びカーボンブラックの中から選ばれる1種以上を用いる。
有機溶媒は、炭素数が2以上であり、還元性をもつ。有機溶媒の炭素数は、4以上であることがより好ましい。有機溶媒の炭素数の上限は、特に限定されないが、常温において液体であることが望ましい。
本実施形態では、高分子保護材を用いない。高分子保護材は、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)である。
フラスコにトリエチレングリコール(以下、TEG)を125mL投入した。トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム(III)(以下、Ru(acac)3)を1.9918g(5mmol)と活性炭(FAM−50、日本エンバイロケミカルズ社製)を4.5031gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30min分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
フラスコにTEGを40mL投入した。Ru(acac)3を1.9920g(5mmol)と活性炭(FAM−50)を4.5022gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30min分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
フラスコにTEGを185mL投入した。Ru(acac)3を5.9056g(14.8mmol)とケッチェンブラック(EC300J、ライオン社製)とを4.5022g秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30minの間分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
フラスコにTEGを125mL投入した。Ru(acac)3を0.9869g(2.5mmol)と活性炭(FAM−50)を4.7496gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30minの間分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。遠心分離を用いて冷却後の混合液から固体成分を沈降させ上澄みを除去し、固体成分をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
実施例1A及び実施例2Aの担持触媒をTEMでそれぞれ倍率150000倍、200000倍で観察し、得られた粒子像から100個の粒子の粒子径を計測し、その平均を求め、Ru粒子の平均粒子径とした。図1に実施例1AのTEM像を、図2に実施例2AのTEM像を示す。実施例1Aの平均粒子径は3.34nm、実施例2Aの平均粒子径は3.14nmであった。また、図1及び図2から、凝集した粒子の存在は確認されなかった。
実施例1A及び実施例2Aの担持触媒について、XRD測定を行った。XRD測定条件は、室温でλ=CuKαである。図3に実施例1AのXRDパターンを、図4に実施例2AのXRDパターンを示す。図3において、Ruのパターンは(fcc)Ruのパターンを示しており、Ru粒子がfcc構造を有することが確認できた。図4において、Ruのパターンは(fcc)Ruのパターン及び(hcp)Ruのパターンを含むことが示されていた。
Claims (10)
- ナノ粒子が担持体に担持され、高分子保護材を含有しない高分子保護材フリー担持触媒の製造方法であって、
前記ナノ粒子の合成原料となる化合物と、前記担持体と、炭素数が2以上の還元性をもつ有機溶媒と、を含有し、かつ、前記高分子保護材を含有しない混合物を加熱して、前記ナノ粒子を合成するとともに、該ナノ粒子を前記担持体に担持させる工程1を有することを特徴とする高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。 - 前記有機溶媒の沸点は100℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記有機溶媒は、多価アルコール、ブタノール、イソブタノール、エトキシエタノール、ジメチルホルムアミド、キシレン、N−メチルピロリジノン、ジクロロベンゼン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルラクテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、リエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル及びポリエチレングリコールモノメチルエーテルの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記多価アルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール及びブチレングリコールの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項3に記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記担持体は、カーボン若しくはセラミックスのいずれか一方又は両方であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記担持体は、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、カルシア、マグネシア、チタニア、セリア、ジルコニア、セリアジルコニア、ランタナ、ランタナアルミナ、酸化スズ、酸化タングステン、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ボロシリケート、リンタングステン酸、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、ペロブスカイト、コージェライト、ムライト、シリコンカーバイド、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ及びカーボンナノホーンの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記ナノ粒子がRu粒子であり、該Ru粒子はfcc構造を有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記ナノ粒子がRu粒子であり、前記ナノ粒子の合成原料となる化合物はRu有機化合物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記Ru有機化合物は、ジケトナート又はアセテートを含有する化合物であることを特徴とする請求項8に記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
- 前記Ru有機化合物がRu(acac)3又は酢酸Ruであることを特徴とする請求項8に記載の高分子保護材フリー担持触媒の製造方法。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01307445A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 触媒調整法 |
| JP2008273807A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Shinshu Univ | マイクロ波超高吸収発熱素材による温度制御反応場生成法と機能性ナノ粒子及びナノカーボン素材の合成方法 |
| WO2013038674A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 実質的に面心立方構造を有するルテニウム微粒子およびその製造方法 |
| WO2014005598A1 (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Teknologisk Institut | Method of preparing a catalytic structure |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57127449A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-07 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of solid catalyst carried in a colloidal form |
| US6686308B2 (en) * | 2001-12-03 | 2004-02-03 | 3M Innovative Properties Company | Supported nanoparticle catalyst |
| JP2008049336A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-03-06 | Nippon Shokubai Co Ltd | 金属担持触媒の製法 |
| JP6369848B2 (ja) * | 2013-11-07 | 2018-08-08 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | 金属ナノ粒子担持炭素材料およびその製造方法、官能化剥離炭素材料の製造方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01307445A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 触媒調整法 |
| JP2008273807A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Shinshu Univ | マイクロ波超高吸収発熱素材による温度制御反応場生成法と機能性ナノ粒子及びナノカーボン素材の合成方法 |
| WO2013038674A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 実質的に面心立方構造を有するルテニウム微粒子およびその製造方法 |
| WO2014005598A1 (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Teknologisk Institut | Method of preparing a catalytic structure |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KUSADA, KOHEI ET AL.: "Discovery of Face-Centered-Cubic Ruthenium Nanoparticles: Facile Size-Controlled Synthesis Using the", J. AM. CHEM. SOC., vol. Vol. 135, JPN6019002746, 2013, pages p. 5493-5496 * |
| LI, Y. ET AL: "Catalytic performance of Pt nanoparticles on reduced graphene oxide for methanol electro-oxidation", CARBON, vol. 48, no. 4, JPN6016012984, 24 November 2009 (2009-11-24), pages 1124 - 1130 * |
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