微少櫛形電極を用いた定電位電解型ガスセンサの研究

微梳状电极恒电位气体传感器的研究

基本信息

批准号：
08740580
负责人：
戸田敬
金额：
$ 0.45万
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740580/
关键词：
櫛形電極一酸化窒素二酸化窒素定電位電解ガスセンサ

项目摘要

ガス透過膜の上にフォトリソグラフィーを行う方法を考案した。これには、まず透過膜をフォトレジストによりシリコン等の基板上に貼り付ける。従って、この透過膜はリフトオフにより不要な金属を取り除く時に容易に基板からはずすことができる。この方法により1対の櫛形電極を互いに近接して透過膜上に形成し、それぞれの電極に異なる電圧を印加し、この時の電流を測定した。一酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO_2)を透過膜の外側に通気すると、これらのガスは一方の電極、ジェネレータ上で酸化され、電解液中に硝酸イオンとして溶け込む。ここで生成した硝酸イオンは、もう一方の電極、コレクタで還元される。それらの生成物は再びジェネレータで酸化されるので酸化還元サイクルがこの電極間で発生する。従って、分析種が繰り返し反応し、見かけの感度が増大する。この感度の増大効果は櫛形電極の寸法を小さくしていくことにより大きくなっていく。また、ジェネレータ、コレクタの各最適電位は+1.0、+0.6V(vs.Ag/AgCl)であった。NO_2の場合は、コレクタ電極でそれ自身還元反応が起こるので櫛形電極の効果は少なかった。しかし、NOガスの場合、硝酸イオンとNOとの反応もあり、コレクタでの反応の寄与が大きかった。NOは、電解液に対する溶解度やガス透過膜の透過率が小さいため、もともとNO_2の10分の1程度の感度しかなかったが、この櫛形電極を用いることによる高感度化が達成された。

设计了一种在气体渗透膜上进行光刻的方法。为此，首先将渗透性膜粘附在硅制成的底物上，或使用光蛋白抗菌剂。因此，当通过升降机去除不必要的金属时，可以轻松从基板上删除这种渗透膜。通过这种方法，在可渗透膜上形成了一对梳形电极，彼此近距离近距离形成，并在每个电极上施加不同的电压，并且目前测量了电流。当将一氧化氮（NO）或二氧化氮（NO_2）排放到可渗透膜的外部时，这些气体被氧化在一个电极，一个发电机上，并溶于电解质作为硝酸盐离子。这里产生的硝酸盐离子由其他电极收集器降低。产品再次在发电机处氧化，因此在这些电极之间发生氧化还原循环。因此，分析物反复反应，增加了明显的灵敏度。这种提高的灵敏度通过减小梳状电极的尺寸来增加。此外，发电机和收集器的最佳电势为+1.0和 +0.6V（vs.ag/agcl）。在NO_2的情况下，还原反应本身发生在收集器电极上，因此梳子电极的效果很小。但是，在没有气体的情况下，硝酸盐离子也没有反应，从而对收集器的反应产生了很大的贡献。 NO在电解质中具有较小的溶解度，并且气体可渗透膜的渗透性最初仅是NO_2的十分之一，但是使用此梳状电极的敏感性很高。