Development of highly sensitive and selective VOC sensing technology based on the dynamic adosorption/combustion behavior

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本年は，種々の量のPtを担持したγアルミナ触媒を用いた吸着燃焼式ガスセンサについて，様々なVOCに対する応答特性を評価するとともに、ガス選択性の向上につながるセンサ作動条件を探索することを目的とした。まず，エタノールに対するダイナミック応答 (積分値，IDRと表記) は他よりも明らかに大きな値であった。これは，エタノールは他のVOCに比べてベース温度 (150℃) での吸着量が多いためと考えられる。一方，スタティック応答 (積分値，ISRと表記) はトルエンが最大値を示した。これは，トルエンは触媒の表面上で酸化されたときの燃焼によって生じる温度変化が大きかったためと考えられる。以上の結果より，センサの作動条件をIDRとISRの結果をもとに最適化することで選択的なガス検知の可能性が示唆された。そこで，ベース温度が応答特性に与える影響を評価した。エタノールに対するIDRはベース温度が150℃の場合に極めて大きな値を示したが，200℃以上にすると大きくIDRが低下した。一方，アセトンに対するIDRは200℃で，トルエンやキシレンなど芳香族化合物に対するIDRは250℃で，それぞれ最大値を示した。ISRは，いずれのガスにおいてもベース温度による影響が小さかった。これは，今回の作動条件ではパルス温度がすべて等しかったためである。その中でも，トルエンに対するISRは安定して高い値を示すことが明らかとなった。このように，VOCの種類の違いによってIDRとISRの応答挙動に異なる特徴がみられたことから，この違いを利用することでVOCの選択的な検出が可能と考えられた。なお，エタノールを含む各種アルコールに対する詳細な応答挙動も合わせて評価できた。担持する貴金属の種類（Pt or Pd）が各アルコール応答値に大きく影響することを明らかにできた。