導電性無機材料-有機色素複合体のガス吸着による光・電気性物性変化

气体吸附导致导电无机材料-有机染料复合材料光电性能的变化

• 批准号: 09875152
• 负责人: 宮山 勝
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875152/
• 关键词: 有機色素; 導電性高分子; ガス吸着; ガス検知; 窒素酸化物; 光吸収スペクトル

本研究では、有機色素を透光性無機基材上に薄膜化あるいは分散した系で、ガス吸着による吸光度変化を活用したガス検知、および電圧印加によるガス検知特性(特に定量性)の制御を目的に行った。色素には、酸化還元あるいは溶液の極性により発色を示す色素系であるNitrophenylazo-catechol(Azo catechol)とTetramethylbenzidine(TMBZ)、およびアニオンドープ等により導電性、吸光度変化を示す導電性高分子系のPoly(3-dodecylthiophene)(PDDT)を用いた。それらをガラス板、ガラス+ZnO薄膜、ガラス+シリカ微粒子、シリカエアロゲル等の基材にスピンコート(膜厚60〜100nm)、あるいは含浸(シリカエアロゲル)させ、薄膜へのガス(NO,NO_2,Cl_2等)導入による吸収スペクトル変化のその場測定を行った。発色色素のAzo catechol薄膜をガラス+ZnO基板に形成した系では、NO_2が50ppmまで480nmでの吸光度減少を示したが、50ppm以上では不安定となった。TMBZ薄膜をガラス基板上に形成した系では、ごく低濃度のNO_2により370nm、580nmでの吸光度が増大したが、4ppmで飽和し不可逆となった。導電性高分子のPDDTは、NO_2により510nmでの吸光度減少を示し、上述した色素系より大きな変化であった。さらに空気雰囲気にもどすと吸光度は1/3〜2/3程度回復した。これらから、可逆性、安定性、多様なガス種に対する応答性に課題はあるが、色素、導電性高分子によりNO_2を分光学的に検知できる可能性が示された。今後さらに、導電性高分子を主な対象に、膜への通電、基板からの電界印加による脱ドープを利用し、可逆性、定量性の向上を図る予定である。

In this study, the organic pigment is thin film on the transparent inorganic substrate, and the dispersion, absorption, and absorbance are used to control the characteristics (especially quantitative). Pigment system: Nitrophenylazo-catechol(Azo catechol), Tetramethylbenzidine(TMBZ), Conductivity, Absorbance, Conductivity polymer system: Poly(3-dodecylthiophene)(PDDT). Field measurement of absorption and transformation of substrates such as ZnO thin films, ZnO thin films, ZnO fine particles, ZnO thin films (film thickness 60 ~ 100nm), ZnO thin films (NO, NO_2, Cl_2, etc.). Azo catechol thin film of chromophore is formed on ZnO substrate, and the absorbance decreases from 50 ppm to 480nm. TMBZ thin films were formed on the substrate at low concentrations of NO_2 at 370nm and 580nm, and the absorbance increased to 4 ppm. The decrease of absorbance of PDDT and NO_2 at 510nm is shown in the above pigment system. The absorbance of the light in the air was restored to 1/3 ~ 2/3. This paper discusses the possibility of the detection of NO_2 in polymer, pigment and conductive polymer. In the future, conductive polymers are mainly used for imaging, film conduction, substrate separation, reversible, quantitative and upward determination.