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J-GLOBAL ID：201502210323002783   整理番号：15A1259465

効率的な水の酸化触媒として金属有機フレーム構造から導かれたM_xCo_3-xO₄(M=Co,Mn,Fe)多孔性ナノケージ

M_xCo_3-xO₄ (M = Co, Mn, Fe) porous nanocages derived from metal-organic frameworks as efficient water oxidation catalysts

著者 (4件)： WEI Jie (State Key Lab. of Applied Organic Chemistry, Key Lab. of Nonferrous Metal Chemistry and Resources Utilization of ...) ,  FENG Yingying ,  LIU Yan ,  DING Yong
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 3  号： 44  ページ： 22300-22310  発行年： 2015年11月28日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 地球上に豊富にある元素を用いた効率的で堅牢な水の酸化触媒の設計と開発は,エネルギー変換と貯蔵技術にとって重要である。ここでは,単純な自己組織化法と低温アニーリング過程によって,単純な金属有機フレーム構造から導いたCo₃O₄多孔性ナノケージについて報告する。この方法によりM_xCo_3-xO₄(M=Co,Mn,Fe)多孔性ナノケージ材料を合成することができ,Co₃O₄触媒における置換金属の比を正確に制御することができる。光化学,化学的駆動(セリウム(IV)駆動)及び電気化学的な水の酸化に対してこれらの触媒を調べたが,それらは水の酸化に対して優れた活性を示した。光触媒的な水の酸化反応においてCo₃O₄多孔性ナノケージを用い,中性pH下でCo原子当たり約3.2×10^-4s^-1の高いターンオーバー数(TOF)を得たが,これはメソポーラスシリカ上に担持したナノ構造化Co₃O₄クラスターのターンオーバー数に匹敵する。セリウム(IV)駆動による水の酸化の条件下で,Co原子当たり約3.6×10^-3s^-1の高いTOFを達成したが,これは他の既知の報告されている酸化コバルトのTOFの中で最高であった。電気化学的な水の酸化に対すCo₃O₄多孔性ナノケージの過電圧(1mAcm^-2でη=0.42V)は,コバルトを用いた触媒の報告されている過電圧に匹敵する。多種の実験結果(例えば,XRD,TEM,HR-TEM及びXPS)により,Co₃O₄多孔性ナノケージが非常に安定であることがわかる。本研究では,水の酸化に対する安価で非常に活性なスピネル触媒の設計と合成に対する指針を示す。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *包接化合物 ,  ナノ構造 ,  ナノ粒子 ,  多孔性 ,  マンガン化合物 ,  鉄化合物 ,  不定比化合物 ,  自己組織化 ,  焼なまし ,  酸化コバルト ,  *接触酸化 ,  *光触媒 ,  *電極触媒 ,  ターンオーバー数 ,  セリウム化合物 ,  金属イオン ,  過電圧 ,  X線回折 ,  透過型電子顕微鏡 ,  X線光電子分光法 ,  スピネル型結晶 ,  *水 ,  エネルギー変換 ,  エネルギー貯蔵 ,  触媒活性 ,  化学的性質 ,  pH【水素イオン指数】 ,  二酸化ケイ素 ,  多孔質体 ,  担持触媒 ,  遷移金属触媒 ,  高分解能電子顕微鏡 ,  走査電子顕微鏡 ,  サイクリックボルタンメトリー
準シソーラス用語： HRTEM ,  TEM【顕微鏡】 ,  XPS ,  XRD ,  アニーリング ,  コバルト触媒 ,  スピネル構造 ,  セリウムイオン ,  ナノケージ ,  メソポーラスシリカ ,  *金属有機フレーム構造 ,  *光化学触媒 ,  *酸化触媒 ,  中性 ,  *電気化学触媒

分類 (1件)： その他の触媒  (CB06123Z)

タイトルに関連する用語 (7件)： 水の酸化 ,  触媒 ,  金属有機フレーム構造 ,  Mn ,  Fe ,  多孔性 ,  ナノケージ