酸化還元サイクルを利用した低電位型ガスセンサの研究

利用氧化还原循环的低电位气体传感器的研究

基本信息

批准号：
09740559
负责人：
戸田敬
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

酸化還元サイクルを利用すると,分析種が繰り返し反応するので感度良く測定することができる。これまで櫛形電極を利用して感度の増大をはかる研究が,溶液中の物質を対象として行われてきたが,今回はこの手法を初めてガスの分析に応用した。良い応答特性を得るために,従来のシリコンやガラス基板と異なり,ガス透過膜に櫛形電極を製作した。また,この製作手法も検討を行って確立した。測定では,NOやNO_2を対象にして実験を行い,ガスに対しても本法が有用であることを実証した。ただし,1桁,2桁の感度の向上を行うには数ミクロンオーダーの電極を製作する必要があり,現在の所困難である。そこで,ガラス基板に製作した櫛形電極に電解液を含浸させた濾紙を配置した構造のガスセンサを提案した。この方法では,メンブランを使わないにもかかわらず,気相から電極までの拡散層を薄くおさえることができ,良好な特性を得ることができた。このセンサは,ディスポーサブルなタイプとしても使用できる。また,反応系については,前者はNO_Xの複雑な反応が組み合わさっており,後者は水素を用いて行ったので単純な酸化還元サイクルが発生したものと考えられる。これらの結果はガス分析において酸化還元サイクルを利用することの有用性を示すものとなった。

使用氧化还原循环，分析物反复反应，因此可以高灵敏度进行测量。到目前为止，已经对溶液中的材料进行了研究，以使用梳状电极提高灵敏度，但是该方法首次应用于分析气体。为了获得良好的响应特征，与常规硅和玻璃基板不同，在可渗透膜上制造了梳状电极。还研究并确定了这种制造方法。在测量值中，使用NO和NO_2进行了实验，证明此方法对气体有用。但是，为了提高灵敏度1或2位数字，有必要制造几微米的电极，这目前很难。因此，我们提出了一个带有结构的气体传感器，其中浸入电解质的滤纸放在玻璃基板上制成的梳子状电极上。尽管没有膜，但该方法允许从气相到电极的扩散层保持较薄，并且可以获得良好的特性。该传感器也可以用作一次性类型。此外，在反应系统中，前者结合了no_x的复杂反应，后者是使用氢进行的，因此人们认为发生了一个简单的氧化还原周期。这些结果证明了在气体分析中使用氧化还原循环的有用性。