JP6364356B2 - ガスの検知方法及びガスセンサ - Google Patents
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Description
R=2Re+2Ri+(X−1)Rb
で表される。次に、ガスセンサ10をメルカプタン又は硫化水素に曝露すると、金属酸化物の粉末5aの格子酸素が消費され、格子酸素の電子が金属酸化物の粉末5aに戻される。金属酸化物の粉末5aは、n型半導体であるため、電子が戻ることでキャリア数が増え、ガス感応層5の電気抵抗Rが小さくなる。ここで、Reは、雰囲気によらず、一定であることから、RiとRbが小さくなる。このように、ガスセンサ10をメルカプタン又は硫化水素に曝露することにより、ガス感応層5の電気抵抗Rが変化するため、メルカプタン又は硫化水素を検知することができる。
6.35mm×50.8mm×635μmのアルミナ製の基板1(弘陽精工社製)の表面に、白金ペーストTR−7091T(田中貴金属工業社製)をスクリーン印刷した後、1400℃で2時間焼成し、櫛歯電極2及び櫛歯電極3を形成した。櫛歯電極2及び櫛歯電極3は、幅が100μmであり、櫛歯電極2及び櫛歯電極3の間の距離が100μmであり、5.3mm×6.3mmの領域に形成した。次に、基板1の裏面に、PtペーストTR−7091T(田中貴金属工業社製)をスクリーン印刷した後、1400℃で2時間焼成し、ヒータ4を形成した(図1参照)。
ガス感応層5が350℃になるように抵抗加熱により加熱した以外は、実施例1と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
ガス感応層5が400℃になるように抵抗加熱により加熱した以外は、実施例1と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
ガス感応層5が450℃になるように抵抗加熱により加熱した以外は、実施例1と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
櫛歯電極2及び櫛歯電極3の間の距離を175μmに変更した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
櫛歯電極2及び櫛歯電極3の間の距離を500μmに変更した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化タングステンの原料を添加せず、酸化バナジウム及び酸化チタンの質量比が3:97となるように、酸化バナジウムの原料及び酸化チタンを混合した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化バナジウム、酸化チタン及び酸化タングステンの質量比が10:80:10となるように、酸化バナジウムの原料、酸化チタン及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例1と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化バナジウム、酸化チタン及び酸化タングステンの質量比が1.5:88.5:10となるように、酸化バナジウムの原料、酸化チタン及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例1と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化チタンの代わりに、酸化セリウムとしてのコアシェル型セリアナノ粒子(北興化学工業社製)を用いた以外は、実施例9と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化バナジウム、酸化チタン及び酸化タングステンの質量比が3:77:20となるように、酸化バナジウムの原料、酸化チタン及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化バナジウム、酸化チタン及び酸化タングステンの質量比が3:52:45となるように、酸化バナジウムの原料、酸化チタン及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化セリウムとしてのコアシェル型セリアナノ粒子(北興化学工業社製)をさらに添加し、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化セリウム及び酸化タングステンの質量比が3:80:7:10となるように、酸化バナジウムの原料、酸化チタン、酸化セリウム及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末の代わりに、酸化チタンとしてのAEROXIDE TiO2 P25(日本エアロジル社製)を用いた以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末の代わりに、酸化セリウムとしてのコアシェル型セリアナノ粒子(北興化学工業社製)を用いた以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
混合粉末を作製する際に、酸化バナジウムの原料を添加せず、酸化チタン及び酸化タングステンの質量比が90:10となるように、酸化チタン及び酸化タングステンの原料を混合した以外は、実施例3と同様にして、ガスセンサ10のメチルメルカプタン、硫化水素及び水素に対する感度Ra/Rgを求めた。
2、3 櫛歯電極
4 ヒータ
5 ガス感応層
5a 金属酸化物の粉末
10 ガスセンサ
Claims (7)
- ガスセンサを用いてガスを検知する方法であって、
前記ガスセンサは、ガス感応層及び該ガス感応層の電気抵抗を検出する電極を有し、
前記ガス感応層は、酸化チタン及び/又は酸化セリウムと、酸化バナジウムとを含み、酸化チタン及び/又は酸化セリウムの含有量が50質量%以上99質量%以下であり、酸化バナジウムの含有量が1質量%以上15質量%以下であり、
前記ガスは、メルカプタン又は硫化水素であることを特徴とするガスの検知方法。 - 前記ガス感応層は、酸化タングステンをさらに含み、酸化タングステンの含有量が49質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のガスの検知方法。
- 前記メルカプタンは、メチルメルカプタンであることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスの検知方法。
- 前記ガス感応層を300℃以上500℃以下の温度に加熱して前記ガスを検知することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガスの検知方法。
- メルカプタン又は硫化水素の検知に用いられるガスセンサであって、
ガス感応層及び該ガス感応層の電気抵抗を検出する電極を有し、
前記ガス感応層は、酸化チタン及び/又は酸化セリウムと、酸化バナジウムとを含み、酸化チタン及び/又は酸化セリウムの含有量が50質量%以上99質量%以下であり、酸化バナジウムの含有量が1質量%以上15質量%以下であることを特徴とするガスセンサ。 - 前記ガス感応層は、酸化タングステンをさらに含み、酸化タングステンの含有量が49質量%以下であることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ。
- 前記ガス感応層を抵抗加熱により加熱する加熱手段をさらに有することを特徴とする請求項5又は6に記載のガスセンサ。
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