嗅覚代替を目指した半導体においセンサの設計のための触媒化学的研究

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半導体ガスセンサを用いて嗅覚代替可能なにおい検知システムを構築することを目標として、昨年度のアルキルアルコール(C_2〜C_6)ならびにアルキルアルデヒド(C_2〜C_8)に対する測定に引き続き、香料の重要な成分であるテルペン系化合物に対する種々のSnO_2系センサの検知特性を調べた。テルペン系化合物には、テルペン系アルコールとしてリナロール、メントール、テルピネオール、シトロネロール、ネロール、ゲラニオールの6種を、テルペン系アルデヒドとしてシトラール、シトロネラール、ヒドロキシシトロネラール、ペリラアルデヒドの4種を、テルペン系炭化水素としてα-ピネン、β-ピネン、ミルセン、カンフェン、リモネンの5種を選んだ。これらのテルペン系化合物はいずれもC_<10>化合物であるが、官能基が違うため、添加物による効果が異なって現れた。400℃での測定結果を述べると、テルペン系アルコールに対しては、Nd_2O_3やIn_2O_3を添加したSnO_2センサが高い感度を示し、テルペン系アルデヒドにはZnOやIn_2O_3添加センサが、テルペン系炭化水素にはZnOやMoO_3を添加したものが優れていた。また、WO_3-SnOセンサは、カンフェンに対してのみ高感度を示し、選択性も兼ね備えていることがわかった。テルペン系アルコールについての添加物効果を調べるため、各種SnO_2試料のテルペン系アルコールに対する酸化触媒特性を調べた。Nd_2O_3やIn_2O_3添加試料では明らかに酸化活性が向上し、感度増大の一因となっていることがわかった。また、テルピネオールは、テルピノレンやリモネンを経由して、リナロールはミルセンを経由して酸化反応が進行することがわかったが、SnO_2単独と比べてNd_2O_3やIn_2O_3添加試料では中間生成物の量が異なり、反応経路にも影響を与える結果、感度が増大することもわかった。