日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite News Letters 23(2): 47-57 (2006)
doi:10.20731/zeoraito.23.2.47

解説解説

メソポーラス金属の展開Developments in mesoporous metals

1早稲田大学大学院理工学研究科ナノ理工学専攻Major in Nanoscience & Nanoengineering, Faculty of Science & Engineering, Waseda University

2早稲田大学理工学術院応用化学専攻Department of Applied Chemistry, Faculty of Science & Engineering, Waseda University ◇ 〒169-8555 東京都新宿区大久保3-4-1

3早稲田大学各務記念材料技術研究所Kagami Memorial Laboratory for Materials Science and Technology, Waseda University

4CREST科学技術振興機構CREST, Japan Science and Technology Agency

受理日:2006年3月20日Accepted: March 20, 2006
発行日:2006年6月10日Published: June 10, 2006
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高比表面積を有し,かつ細孔が数nmで規則性を有するメソポーラス材料は,これまでにない新たな化学反応の場をもつ材料として期待され,触媒材料及び吸着材料等への研究・開発が活発に行われている。一方,メソポーラス金属は,その材料自体の持つ金属としての触媒特性や高い電気伝導性を利用して,新たな電極材料・触媒材料として期待できる。メソポーラス金属の合成は,(1)メソポーラスシリカを鋳型として用いそのレプリカを合成する手法と,(2)リオトロビック液晶(LLC)を直接鋳型にする手法に大別される。我々は,後者の手法に着目し,現在までに種々の金属・合金組成のメソポーラス金属を合成しており,その合成手法としても電解析出・無電解析出の両者を検討し,高規則性メソポーラス金属を合成するための系統的な研究を展開してきた。本稿では,メソポーラス金属に関する我々の一連の取り組みを中心に,従来報告されてきたメソポーラス金属の合成法と比較し,各々の特徴等を紹介する。

Various synthetic approaches for creation of mesoporous metals and the advantageous features are reviewed. Mesoporous metals have attracted increasing interests for many applications such as battery electrodes, fuel cells, electronic devices, catalysts, and so on. Mesoporous metals with highly ordered networks and narrow pore-size distributions have mainly been produced by using mesoporous silica as a hard template. This method is composed of two-step processes; (1) formation of a template such as mesoporous silica and (2) formation of metals within the mesopores and the following removal of the templates. Attard et al. have proposed "Direct Physical Casting" from lyotropic liquid crystals (LLC) made of non-ionic surfactants at high concentrations. This direct templated-synthesis created a novel avenue to the production of mesoporous metals as well as mesoporous silica. Many mesoporous metals have been prepared by chemical or electrochemcal reduction of metal salts dissolved in aqueous domains of LLC. LLC as a soft-template are more advantageous than hard-templates from the viewpoint of versatility. It is possible to produce various nanostructures such as lamellar, 2D-hexagonal (P6mm), 3D-cubic (la-3d), and nanotubes by controlling the compositions of reaction baths. We have expanded this original finding, and have synthesized mesoporous Ni, Pt, and Pt-Ni alloy as well as mesostructured Ni-Co with enhanced orderings by applying finely controlled metallization. Selective deposition of 2D-hexagonally ordered mesoporous Pt into microchannels has also been realized toward the practical applications.

Key words: Mesoporous material; Mesoporous metal; electrochemical process; hard-template; lyotropic liquid crystals

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