金作为一种稳定的催化剂，能够在自身不发生变化的情况下促进化学反应，因此在能量转换和去除环境污染物等领域的应用备受期待。金本身是一种反应性较低的金属元素，但有研究发现，如果将其制成粒径为1纳米～100纳米（1纳米等于10亿分之1米）的“金纳米粒子”微粒，则会显示出较高的反应性。然而，由于金纳米粒子在溶液中容易凝聚成大粒子，因此在催化反应的条件下很难保持稳定性。
传统的水溶液合成方法可以制备出由金属氧化物纳米团簇保护的微小金纳米粒子，但其稳定性较低。通过使用水和甲苯的两相系统溶液，可以合成出兼具高反应性和稳定性的金纳米粒子。
东京大学研究生院工学系研究科的铃木康介副教授、研究生夏康等人组成的研究团队开发出了一种即使在溶液内的催化反应中也能保持稳定的粒径3纳米左右的小型金纳米粒子。研究人员使用多个金属原子通过氧原子结合而成的“金属氧化物纳米团簇”作为保护剂，成功合成出了具有优秀催化活性的金纳米粒子。
该研究使用了互不相溶的水和甲苯组成的两相系统溶液。在将金离子和金属氧化物纳米团簇溶于水后，加入相转移剂使金离子转移到甲苯中，然后在除去水的甲苯中加入还原剂。结果表明，通过这种方法能够合成一种不仅在溶液中表现出优秀催化反应能力，而且经过一年时间，金纳米粒子仍能不改变大小，保持了高度稳定性。研究开发出的金纳米粒子可用作醇的氧化反应催化剂，并以超过90%的高收率生成醛。它在醇以外的有机化合物的氧化反应中也表现出优秀的催化能力，预计可以在减轻环境负荷的条件下合成医药品和化学品。此外，除了金，钌、铼、铑等贵金属也可合成纳米粒子，因此该技术有望应用于催化剂、传感器、半导体等领域。（TEXT：原 绘里香）
原文：JSTnews 2024年5月号
翻译：JST客观日本编辑部
