市販 Pt/KB（TEC10E50E）の材料評価

市販Pt/KB（TEC10E50E）は，カーボン担体上にPt微粒子が高分散担持されている構

造を有し，本研究のポーラスPtや市販Pt blackとは大きく構造が異なるが，電気化学評価 において標準触媒として用いられており，本研究でも電気化学評価をおこなうにあたり，

Pt部分に係る材料評価をXPS分析，XRD測定，およびSEM観察を用いておこなった．

XPS分析において得られた広域結合エネルギースペクトルをFig. 3.6に示す．広域結合 エネルギースペクトルより，表面にPt，O，およびC の各元素が存在することが確認でき た^[1]．検出されたC は担体であるKB，また3.2.2項と同様にカーボンテープ由来であると 考えられ，C1sピークを用いた校正をおこなった．その上で，Pt 4fに着目し，各触媒の68

～78 eV領域のXPS分析結果をFig. 3.7に示す．観察された主なピークは，低エネルギー 側からそれぞれPt4f7/2, Pt4f5/2由来の結合エネルギーピークとして帰属できる．さらに，こ れらのピークを分離解析した結果を，Fig. 3.7に示すとともに，Table 3.3にまとめている

Pt/KBで観察されたピークを分離し，3.2.2項で述べたとおり化学結合状態を検討した結

果，Pt blackと同様にややPtOを含むことがわかった．一方で，ポーラスPtやPt black では，PtOadsよりも金属Pt の割合が大きいことに対して，Pt/KBの触媒表面は，金属 Pt よりもPtOadsが多く形成されていることが示唆された．また，Pt/KBの広域結合エネルギ ースペクトル（Fig. 3.6）と，3.2.2項のポーラスPtやPt blackの広域結合エネルギースペ クトルを比較した結果からも，Pt/KBではO1sのピーク強度が大きいことから，検出され たOの量が多いことが確認できた．

一方，Fig. 3.8に示すXRD測定の結果より，市販Pt/KBのカーボン上のPtは主に金属 Ptで構成されており，Scherrerの式より算出したその結晶子径（Table 3.4）は，どの回折 ピークから求めた結晶子径においても，約2～3 nmであることが確認できた．

さらに，SEM画像（Fig. 3.9）からも，約2～3 nmのPt粒子（画像上の白色の粒子）が カーボン担体上に高分散担持されている構造が確認できた．

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Figure 3.6 XPS分析から得られた市販Pt/KBの広域結合エネルギースぺクトル

Figure 3.7 XPS分析から得られた市販Pt/KBのPt4f結合エネルギースぺクトル(黒)とその

構成成分分離(紫・青：Pt(0)，赤・橙：PtOads，緑・黄緑：Pt(II))

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Table 3.3 XPS分析から得られた市販Pt/KBのPt4f結合エネルギースペクトルの構成成分

分離結果

Peak assignment B.E. / eV Atomic conc. / %

Pt4f7/2 Pt(0) 71.5 8.09

Pt4f7/2 PtOads 72.2 27.59

Pt4f7/2 PtO (Pt(II)) 73.3 10.97

Pt4f5/2 Pt(0) 74.8 12.28

Pt4f5/2 PtOads 75.7 33.37

Pt4f5/2 PtO (Pt(II)) 77.9 7.69

Figure 3.8 市販Pt/KBのX線回折パターン

Table 3.4 Scherrerの式をもとに算出した市販Pt/KBのPt結晶子径

XRD peak

Pt (111) Pt (200) Pt (220)

Crystallite size / nm 2.2 2.2 2.9

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Figure 3.9 市販Pt/KBのSEM像 (a)低倍率 (b)高倍率