コバルトリン化物（CoP）表面における水素結合の化学量論・熱化学的解析

要約

コバルトリン化物（CoP）は水素発生反応（HER）における貴金属代替触媒として注目される。本研究では、酸処理したメソスケールCoP粒子およびコロイド状CoPナノ粒子を対象に、表面に結合した水素の化学量論と熱化学を実験的に定量した。H2処理によりCoP単位あたり約0.2 H、表面Co・P原子あたり約1 Hの反応性水素が導入された。アルキン水素化およびフェノキシラジカルへのH原子移動反応を用いて定量し、結合自由エネルギー分布は約51〜66 kcal mol⁻¹（ΔG°≒0〜−0.7 eV vs H）と推定された。オペランドX線吸収分光では格子膨張が確認され、Co有効核電荷の有意な変化は認められなかった。

メカニズム

H2処理によりCoPの表面Co・P原子に反応性H原子が吸着し、アルキン水素化やラジカルへのH移動を介して触媒活性に寄与する。格子膨張はH吸着による構造変化を示す。