JP2000081426A - Method and element for detecting nitrogen dioxide gas and nitrogen dioxide gas detecting device using the same - Google Patents

Method and element for detecting nitrogen dioxide gas and nitrogen dioxide gas detecting device using the same

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JP2000081426A
JP2000081426A JP10243530A JP24353098A JP2000081426A JP 2000081426 A JP2000081426 A JP 2000081426A JP 10243530 A JP10243530 A JP 10243530A JP 24353098 A JP24353098 A JP 24353098A JP 2000081426 A JP2000081426 A JP 2000081426A
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nitrogen dioxide
dioxide gas
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融 田中
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孝好 林
Shiro Matsumoto
史朗 松元
Yoko Maruo
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Takashi Oyama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect nitrogen dioxide gas more easily and accurately. SOLUTION: This detecting method includes dipping a porous material 103 in a detecting agent solution 101 which is a mixture of a diazotization reagent and a coupling reagent, impregnating the detecting agent solution into the porous material 103, together with an acid, to prepare a detecting element 103a, and detecting nitrogen oxide gas from a change in color that occurs after the detecting element 103a has been exposed to air 104, i.e., the subject of detection, for a predetermined time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、二酸化窒素ガス
の検出方法および二酸化窒素ガスの検知素子およびそれ
を用いた二酸化窒素ガスの検出装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitrogen dioxide gas detection method, a nitrogen dioxide gas detection element, and a nitrogen dioxide gas detection device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、SO2,NOxによる環境への影響
が問題とされている。SO2,NOxは化石燃料の燃焼に
より発生し、酸性雨や光化学スモッグの原因となってい
る。日本では、これらの汚染物質について例えば大気中
の二酸化窒素(NO2 )濃度に環境基準が設定され、各
地で常時監視局での自動測定法によるガス濃度測定が行
われている。環境基準としては、1時間あたりの1日に
おける平均値が、おおよそ60ppb以下となってい
る。
2. Description of the Related Art At present, there is a problem of the influence on the environment by SO 2 and NO x . SO 2 and NO x are generated by the combustion of fossil fuels and cause acid rain and photochemical smog. In Japan, environmental standards have been set for these pollutants, for example, in the concentration of nitrogen dioxide (NO 2 ) in the atmosphere, and the monitoring stations constantly perform gas concentration measurements in various places by automatic measurement methods. As an environmental standard, the average value per day per hour is approximately 60 ppb or less.

【0003】これらのガス濃度測定器は数ppbの微量
なガスの測定が可能であるが、高価で且つメンテナンス
を必要とする。また、自動測定する場合には電力等膨大
な経費がかかる上、電源や設置場所の確保が必要である
等制約が多い。しかし、ガス濃度の分布調査や地球環境
影響評価を精度良く行うためには、観測点を多くして全
国規模で環境の監視を行う必要がある。そのために、安
価、小型、且つ使い方が簡便なガスセンサーあるいは簡
易測定法(あるいはモニタリング装置)の蓄積的な利用
が考えられる。
[0003] These gas concentration measuring instruments can measure a very small amount of gas of several ppb, but are expensive and require maintenance. In addition, in the case of automatic measurement, enormous costs such as power are required, and there are many restrictions such as the necessity of securing a power supply and an installation place. However, in order to accurately conduct gas concentration distribution surveys and global environmental impact assessments, it is necessary to monitor the environment nationwide by increasing the number of observation points. For this purpose, a cumulative use of a gas sensor or a simple measurement method (or a monitoring device) that is inexpensive, small, and easy to use can be considered.

【0004】現在、半導体ガスセンサー、固体電解質ガ
スセンサー、電気化学式ガスセンサー、水晶発振式ガス
センサーなど幅広く開発が進んでいる。しかし、これら
は短時間での応答を評価するために開発されたものであ
って、データの蓄積が必要な監視用に開発されたものは
少ない。また、検出感度が1ppm程度であるために実
環境の濃度(例えばNOxでは約10ppb)には対処
できない。また、多くの場合、他ガスによる影響が無視
できない。検知管式気体測定器を使う方法についても、
その場での短時間での測定を目的として開発されたもの
であり、蓄積的な使用は難しい。さらに、測定者が現場
に行かなければならないこと、および色を読みとる際に
個人差がでるなどの問題がある。多くの場合、他ガスの
干渉等または妨害が問題となる。
At present, semiconductor gas sensors, solid electrolyte gas sensors, electrochemical gas sensors, quartz oscillation gas sensors, and the like have been widely developed. However, these have been developed to evaluate the response in a short time, and few have been developed for monitoring which requires data accumulation. Further, the detection sensitivity can not address the concentration (for example, NO x in about 10 ppb) of the actual environment for is about 1 ppm. In many cases, the effects of other gases cannot be ignored. How to use a detector tube gas meter
It was developed for the purpose of short-time measurement on the spot, and its cumulative use is difficult. Furthermore, there is a problem that the measurer must go to the site and individual differences occur when reading colors. In many cases, interference or interference of another gas becomes a problem.

【0005】簡易測定法としてはポンプにより空気を取
り込み、NOxガスをサンプリングバッグに直接捕集
(直接捕集法)、固体の吸着剤で捕集(固体捕集法)、
あるいは吸収液中に捕集(液体捕集法)し、集めたガス
をガスクロマトグラフィで分析する方法が一般的であ
る。しかし、いずれの方法もサンプルだけでなくポンプ
等周辺機器の運搬が必要となる。直接捕集法について
は、サンプリングバッグの大きさに限りがあるために、
蓄積することが難しい。固体捕集法および液体捕集法に
ついては、捕集したガスを検出するための処理が必要等
の問題がある。
[0005] Air is taken in by the pump as a simple measurement, direct collection (direct collection method) of NO x gas in the sampling bag, collecting a solid adsorbent (solid collected method)
Alternatively, a method of collecting the liquid in an absorbing solution (liquid collecting method) and analyzing the collected gas by gas chromatography is general. However, both methods require transport of not only samples but also peripheral devices such as pumps. For the direct collection method, the size of the sampling bag is limited,
Difficult to accumulate. The solid collecting method and the liquid collecting method have a problem that a process for detecting the collected gas is required.

【0006】吸引等が必要でない簡便なモニタリングの
方法として、環境測定用の受動式(パッシブ)サンプラ
ーの利用が注目されている。NOx用の受動式サンプラ
ーとしては、ナイトレーションプレート法やトリエタノ
ールアミン(TEA)バッヂ法がある。風速、温度およ
び湿度についてその影響を検討し、定量性を検討してい
る。一方、サンプリング後の測定は、サンプルを洗浄し
て溶液とし、イオンクロマトグラフィ、吸光光度法によ
り分析する方法が一般的であった。しかし、これらのサ
ンプラーは、回収した後で分析を行うまでに、洗浄等の
手間がかかることが問題である。
As a simple monitoring method that does not require suction or the like, use of a passive (passive) sampler for environmental measurement has attracted attention. The passive samplers for NO x, there is a nitration plate method and triethanolamine (TEA) badge method. We are examining the effects of wind speed, temperature, and humidity, and are examining the quantitativeness. On the other hand, for measurement after sampling, a method of washing a sample to form a solution and analyzing the solution by ion chromatography and absorption spectroscopy was generally used. However, there is a problem in that these samplers require time and labor such as washing before collection and analysis.

【0007】以上の問題点を解消する手法として、二酸
化窒素ガスを、透明なマトリクス吸着剤である多孔体の
孔中に吸着した検知剤と反応させた後、分光光度計によ
りその透過の可視UV吸収スペクトルを測定し、二酸化
窒素ガスの量を検出することを特徴とする二酸化窒素ガ
ス検出法が提案されている。しかしながら、この検出法
においては、検知剤として反応性が高いものを使用した
ため、副反応が起こり、目的とする二酸化窒素ガスとの
反応生成物の可視UV吸収スペクトルでの感度が上がら
ないこと、および副反応生成物が可視UV吸収スペクト
ルでの妨害となり充分な精度が得られないという問題が
ある。
As a method of solving the above problems, nitrogen dioxide gas is reacted with a detecting agent adsorbed in the pores of a porous material, which is a transparent matrix adsorbent, and then transmitted by a spectrophotometer. There has been proposed a nitrogen dioxide gas detection method characterized by measuring an absorption spectrum and detecting the amount of nitrogen dioxide gas. However, in this detection method, since a highly reactive detection agent was used, a side reaction occurred, and the sensitivity of the reaction product with the target nitrogen dioxide gas in the visible UV absorption spectrum did not increase, and There is a problem that a side reaction product interferes with the visible UV absorption spectrum and sufficient accuracy cannot be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上をまとめると、従
来では、環境基準値に対応して、ppbオーダで精度良
く二酸化窒素ガスを検出しようとすると、高価で大掛か
りな装置構成が必要となり、また手間がかかって容易に
二酸化窒素ガスが検出できないという問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION To summarize the above, conventionally, to detect nitrogen dioxide gas with high accuracy on the order of ppb in accordance with the environmental standard value, an expensive and large-scale apparatus configuration is required. There is a problem that it takes time and effort to easily detect nitrogen dioxide gas.

【0009】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、より簡便に精度良く二酸
化窒素ガスが検出できるようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to make it possible to detect nitrogen dioxide gas more simply and accurately.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の二酸化窒素ガ
スの検出方法では、まず、亜硝酸イオンと反応してジア
ゾ化合物を生成するジアゾ化試薬およびジアゾ化合物と
カップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬
および酸の混合物を透明な多孔体の孔中に配置した検
知素子を用意する。次に、その検知素子の光透過率を測
定して第1の透過率を求める。次に、所定時間、この検
知素子を測定対象の気体中に晒す。次に、その後で、検
知素子の光透過率を測定して第2の透過率を求める。そ
して、第1の透過率と第2の透過率の差により測定対象
の気体中の二酸化窒素ガスを検出するようにした。この
ように構成した結果、二酸化窒素ガスが存在する雰囲気
に検知素子を晒すと、検知素子の孔内に吸着した二酸化
窒素ガスによる亜硝酸イオンとジアゾ化試薬がジアゾ化
してジアゾ化合物を生成し、そのジアゾ化合物とカップ
リング試薬とがカップリングしてアゾ色素を生成する。
従って、検知素子に色がついて第1の透過率と第2の透
過率に差が発生するので、このことにより二酸化窒素ガ
スが検出できる。
According to the method for detecting nitrogen dioxide gas of the present invention, first, a diazotizing reagent which reacts with nitrite ions to form a diazo compound and an azo dye is formed by coupling with a diazo compound. A sensing element in which a mixture of a coupling reagent and an acid is arranged in the pores of a transparent porous body is prepared. Next, the first transmittance is determined by measuring the light transmittance of the sensing element. Next, the sensing element is exposed to the gas to be measured for a predetermined time. Next, after that, the light transmittance of the sensing element is measured to determine the second transmittance. Then, the nitrogen dioxide gas in the gas to be measured is detected based on the difference between the first transmittance and the second transmittance. As a result of this configuration, when the sensing element is exposed to an atmosphere in which nitrogen dioxide gas is present, nitrous acid ions and a diazotizing reagent by the nitrogen dioxide gas adsorbed in the pores of the sensing element are diazotized to generate a diazo compound, The diazo compound and the coupling reagent couple to form an azo dye.
Accordingly, the sensing element is colored and a difference is generated between the first transmittance and the second transmittance, whereby nitrogen dioxide gas can be detected.

【0011】また、この発明の二酸化窒素ガスの検知素
子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて
亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ
化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置さ
れてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成す
るカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬と
ともに配置された酸とから構成するようにした。このよ
うに構成した結果、二酸化窒素ガスの検知素子の孔内に
二酸化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、そ
の結果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応し
てジアゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカ
ップリングしてアゾ色素を生成するので、二酸化窒素ガ
スの検知素子に色がついた状態となる。
Further, the nitrogen dioxide gas sensing element of the present invention comprises a transparent porous body, a diazotizing reagent which is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to form a diazo compound, A coupling reagent that is arranged in the pores of the body together with the diazotizing reagent and couples with the diazo compound to generate an azo dye, and an acid arranged in the pores of the porous body together with the diazotizing reagent. . As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the pores of the nitrogen dioxide gas sensing element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotizing reagent to form diazo compounds. However, this is coupled with the coupling reagent to form an azo dye, so that the nitrogen dioxide gas sensing element is colored.

【0012】また、この発明の二酸化窒素ガスの検出装
置は、光を放出する発光部と、その発光部の光放出面に
受光面が対向して配置されてその受光面が受光した光量
に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検
出部との間に配置された検知素子と、光検出部が出力し
た電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、
検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置
されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成する
ジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに
配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を
生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化
試薬とともに配置された酸とから構成するようにした。
このように構成した結果、検知素子の孔内に二酸化窒素
ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結果生成
される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジアゾ化
合物を生成し、これとカップリング試薬がカップリング
してアゾ色素を生成するので、検知素子に色がついた状
態となる。一方で、発光部から放出された光は検知素子
を介して光検出部に入射するので、その検知素子の色の
変化が、光検出部の出力した電気信号の変化として電気
計器に計測される。
Further, according to the nitrogen dioxide gas detecting device of the present invention, a light emitting portion for emitting light, a light receiving surface is disposed opposite to a light emitting surface of the light emitting portion, and the light receiving portion responds to the amount of light received by the light receiving surface. A light detection unit that outputs the electric signal, a detection element disposed between the light emitting unit and the light detection unit, and at least an electric meter that measures a state of the electric signal output by the light detection unit,
The sensing element is disposed together with a transparent porous body, a diazotizing reagent that is arranged in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and a diazotizing reagent in the pores of the porous body. The coupling agent was formed from a coupling reagent that forms an azo dye by coupling with a diazo compound, and an acid disposed together with the diazotization reagent in the pores of the porous body.
As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas infiltrates into the pores of the sensing element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotizing reagent to form a diazo compound. Since the coupling reagent couples to generate an azo dye, the detection element is colored. On the other hand, since the light emitted from the light emitting unit enters the light detecting unit via the detecting element, a change in the color of the detecting element is measured by an electric meter as a change in the electric signal output from the light detecting unit. .

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態1 始めに、この発明の第1の実施の形態における二酸化窒
素(NO2)ガスの検出方法について説明する。まず、
二酸化窒素ガスの検知素子の作製方法について説明する
と、図1(a)に示すように、ジアゾ化試薬として芳香
族アミンであるスルファニル酸(sulfanilic acid:S
A)とカップリング試薬としてN,N−ジメチルナフチ
ルアミン(N,N-dimehtylnaphthylamine:DMNA)とを
水とエタノールの混合液に溶解した検知剤溶液101
を、容器102中に作製する。ここで、スルファニル酸
の濃度は0.02mol/lとした。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment First, a method for detecting nitrogen dioxide (NO 2 ) gas according to a first embodiment of the present invention will be described. First,
The method of manufacturing the sensing element for nitrogen dioxide gas will be described. As shown in FIG. 1A, as a diazotizing reagent, sulfanilic acid (S), which is an aromatic amine, is used.
A) Detector solution 101 obtained by dissolving A) and N, N-dimethylnaphthylamine (DMNA) as a coupling reagent in a mixture of water and ethanol.
Is made in the container 102. Here, the concentration of sulfanilic acid was 0.02 mol / l.

【0014】次に、図1(b)に示すように、この検知
剤溶液101に、平均孔径4nmの多孔質ガラスである
多孔体103を浸漬した。この多孔体103は、コーニ
ング社製のバイコール7930を用いた。このバイコー
ル7930は平均孔径4nmである。また、多孔体10
3は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチッ
プサイズとした。また、このバイコール7930は硼珪
酸ガラスであり、加熱することでアルカリ成分とシリコ
ンを中心とする他の成分とを分離させ、この状態で酸処
理することでアルカリ成分を溶出させて多孔質体とした
ものである。このように、製造過程で酸処理されている
ため、このバイコール7930の孔内は、酸性環境とな
っている。すなわち、予め酸が存在した状態となってい
る。
Next, as shown in FIG. 1B, a porous body 103, which is a porous glass having an average pore diameter of 4 nm, was immersed in the detection agent solution 101. As the porous body 103, Vycor 7930 manufactured by Corning Incorporated was used. Vycor 7930 has an average pore size of 4 nm. In addition, the porous body 10
3 is a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm). Vycor 7930 is a borosilicate glass, which separates an alkali component from other components centering on silicon by heating, and by performing an acid treatment in this state, elutes the alkali component to form a porous body. It was done. As described above, since the acid treatment is performed in the manufacturing process, the inside of the pores of Vycor 7930 is in an acidic environment. That is, the state is such that the acid is previously present.

【0015】なお、多孔体の孔内が酸性状態となってい
ない場合は、前もって酸洗浄するなどのことにより、孔
内を酸性環境として酸が存在した状態とすればよい。そ
して、このとき、多孔体が、例えばpH1となっていれ
ばよい。なお、透明な多孔体としては、有機高分子から
なる多孔体を用いるようにしても良い。以上示した多孔
体103を検知剤溶液101に2時間浸漬し、多孔体1
03の孔内に検知剤溶液を含浸させた後でこれを風乾
し、そして、図1(c)に示すように、窒素ガス気流中
に半日間放置して乾燥し、検知素子103aを作製す
る。なお、ここでは検知素子を板状としたが、これに限
るものではなく、ファイバ状に形成するようにしても良
い。
If the inside of the pores of the porous body is not in an acidic state, the inside of the pores may be brought into an acidic environment by using an acid environment or the like by performing acid washing in advance. At this time, the porous body only needs to have a pH of 1, for example. Note that a porous body made of an organic polymer may be used as the transparent porous body. The porous body 103 shown above is immersed in the detection agent solution 101 for 2 hours,
After impregnating the pores of No. 03 with the detecting agent solution, they are air-dried, and then left in a nitrogen gas stream for half a day to be dried, as shown in FIG. . Here, the detection element is formed in a plate shape, but is not limited thereto, and may be formed in a fiber shape.

【0016】次に、その検知素子103aを用いた二酸
化窒素ガスの検出方法について説明すると、まず、図1
(d)に示すように、この検知素子103aの厚さ方向
の吸光度を測定する。なお、図1(d)において、I0
は入射信号光強度、Iは透過光強度である。次に、図1
(e)に示すように、例えば、300ppbの濃度の二
酸化窒素が存在する検出対象の空気104中に、その検
知素子103aを3時間程度晒す。そして、その検知素
子103aを検出対象の空気104中より取り出し、図
1(f)に示すように、この検知素子103aの厚さ方
向の吸光度を再び測定する。
Next, a method for detecting nitrogen dioxide gas using the sensing element 103a will be described.
As shown in (d), the absorbance of the sensing element 103a in the thickness direction is measured. In FIG. 1D, I 0
Is the incident signal light intensity, and I is the transmitted light intensity. Next, FIG.
As shown in (e), for example, the sensing element 103a is exposed to the detection target air 104 in which nitrogen dioxide having a concentration of 300 ppb is present for about 3 hours. Then, the sensing element 103a is taken out of the air 104 to be detected, and the absorbance in the thickness direction of the sensing element 103a is measured again as shown in FIG.

【0017】この2回の吸光度の測定(吸光光度分析)
結果を図2に示す。透過光測定波長350nm以下は、
検知素子を構成する多孔質ガラス(バイコール793
0)自体の吸収があるために測定していない。図2で
は、検出対象の空気に晒す前の吸光度の測定結果を破線
で示し、晒した後の吸光度の測定結果を実線で示す。ま
ず、実線および破線ともに、水の吸収と思われる吸収が
波長1350nm付近と1900nm付近にある。この
吸収は、検出対象空気の湿度および検知素子の放置時間
により変化した。従って、この実施の形態1の検知素子
を用いた二酸化窒素ガスの検出方法では、有効な測定波
長範囲は350〜1000nmと判断される。
The measurement of absorbance twice (absorption spectroscopy)
The results are shown in FIG. For the transmitted light measurement wavelength of 350 nm or less,
Porous glass (Vycor 793) constituting the sensing element
0) Not measured due to its own absorption. In FIG. 2, the measurement result of the absorbance before exposure to the air to be detected is indicated by a broken line, and the measurement result of the absorbance after exposure is indicated by a solid line. First, in both the solid line and the dashed line, absorptions considered to be water absorptions exist at wavelengths around 1350 nm and 1900 nm. This absorption changed depending on the humidity of the air to be detected and the standing time of the sensing element. Therefore, in the method for detecting nitrogen dioxide gas using the detection element according to the first embodiment, the effective measurement wavelength range is determined to be 350 to 1000 nm.

【0018】そして、波長400〜600nmの特に5
30nm付近において、実線と破線との間に大きな変化
が見られる。つまり、検出対象空気に晒した後の吸光度
の測定では、波長530nmにおける吸収が発現してい
る。従って、検出対象空気に晒すことで、検知素子中
に、波長530nmの光吸収を有する新たな物質が生成
されていることになる。そして、この生成物質は、スル
ファニル酸と亜硝酸イオンとが反応して生成したジアゾ
化合物に、N,N−ジメチルナフチルアミンがカップリ
ングして生成したアゾ色素と推定できる。二酸化窒素
は、水に溶けることで亜硝酸イオンとなる。また、新た
に出現した吸収のピークは1つであることから、他の副
反応が起こっていないことが確認できる。
The wavelength of 400 to 600 nm, especially 5
At around 30 nm, a large change is observed between the solid line and the broken line. That is, in the measurement of the absorbance after exposure to the air to be detected, absorption at a wavelength of 530 nm appears. Therefore, by exposing to the air to be detected, a new substance having a light absorption of a wavelength of 530 nm is generated in the sensing element. This product can be assumed to be an azo dye formed by coupling N, N-dimethylnaphthylamine to a diazo compound formed by the reaction of sulfanilic acid and nitrite ions. Nitrogen dioxide turns into nitrite ions when dissolved in water. In addition, since only one absorption peak newly appeared, it can be confirmed that other side reactions did not occur.

【0019】前述したように、多孔体である検知素子
は、まず、図3(a)に示すような、例えば平均孔径が
20nm以下の孔301を複数備えた透明なマトリクス
吸着剤である。そして、この検知素子(多孔体)302
の孔301中には、ジアゾ化試薬とカップリング試薬と
が酸とともに配置されている。そして、このような多孔
体を空気中に晒すと、実際には、空気中の水分が孔内に
吸着して薄い水の膜を作る。結果として、この多孔体で
ある検知素子302の孔301内壁には、ジアゾ化試薬
とカップリング試薬と酸が溶解している水溶液(検知剤
溶液)の薄い膜303が形成された状態となっている。
そして、その孔301内に入ってきた二酸化窒素分子3
04は、それらと出会って次に示すような2つの反応を
起こすことになる。
As described above, the porous sensing element is a transparent matrix adsorbent having a plurality of pores 301 having an average pore diameter of, for example, 20 nm or less, as shown in FIG. Then, this sensing element (porous body) 302
In the hole 301, a diazotizing reagent and a coupling reagent are arranged together with an acid. Then, when such a porous body is exposed to the air, the moisture in the air is actually adsorbed in the pores to form a thin water film. As a result, a thin film 303 of an aqueous solution (detection agent solution) in which a diazotizing reagent, a coupling reagent and an acid are dissolved is formed on the inner wall of the hole 301 of the porous sensing element 302. I have.
Then, the nitrogen dioxide molecule 3
04 encounters them and causes the following two reactions.

【0020】まず、図3(b)に示すように、二酸化窒
素が水に溶解することで生成された亜硝酸イオン311
と、ジアゾ化試薬であるスルファニル酸312とが反応
(ジアゾ化)し、ジアゾ化合物313を生成する。そし
て、そのジアゾ化合物313と、カップリング試薬であ
るN,N−ジメチルナフチルアミン314とがカップリ
ングし、アゾ化合物(カップリング化合物)315を生
成する。ここで、アゾ化合物(アゾ色素)は、一般に2
00〜2000nmの中のいずれかの波長域に光吸収を
持っている。例えば、図3(c)に示したそのアゾ化合
物315は、500〜550nm付近に吸収波長を有す
ることが知られている。これは、図2に示した結果に一
致する。
First, as shown in FIG. 3B, nitrite ions 311 generated by dissolving nitrogen dioxide in water are used.
Reacts with a sulfanilic acid 312, which is a diazotizing reagent, to form a diazo compound 313. Then, the diazo compound 313 and N, N-dimethylnaphthylamine 314 as a coupling reagent are coupled to generate an azo compound (coupling compound) 315. Here, the azo compound (azo dye) generally contains 2
It has light absorption in any wavelength range from 00 to 2000 nm. For example, it is known that the azo compound 315 shown in FIG. 3C has an absorption wavelength around 500 to 550 nm. This is consistent with the results shown in FIG.

【0021】従って、例えば、分光光度計(吸光光度
計)によりその吸収スペクトルを測定すれば、アゾ化合
物の検出(定量)を行うことができる。なお、ジアゾ化
は、酸が2当量以上存在する中で、芳香族第一アミン
(ArNH2)と亜硝酸イオン(NO2 -)とが反応して
ジアゾ化合物(ArN2 +)を作る反応である。このた
め、上述した反応は、基本的には二酸化窒素ガス以外で
は起こらない。ここで、この反応は、ArNH2+NO2
-+2H+→ArN2 ++2H20という反応であるため、
理論的には酸を2当量必要とする。すなわち、前述した
ように、多孔体の孔中に必要量の酸とともにジアゾ化試
薬とカップリング試薬とを配置(担持)させておく必要
がある。なお、上述した反応は、気相中でも起こり得る
が、前述したように、実際の環境では水分がない状態が
存在し得ないため、実質的に、検知素子の孔内には水の
薄い膜が存在し、その水溶液中で上述した反応が起こる
ことになる。
Therefore, for example, the azo compound can be detected (quantified) by measuring its absorption spectrum with a spectrophotometer (absorptiometer). Note that diazotization is a reaction in which an aromatic primary amine (ArNH 2 ) reacts with a nitrite ion (NO 2 ) in the presence of two or more equivalents of an acid to form a diazo compound (ArN 2 + ). is there. Therefore, the above-described reaction does not occur basically except for nitrogen dioxide gas. Here, this reaction is performed by ArNH 2 + NO 2
- + 2H + → ArN 2 + + 2H 20
Theoretically requires 2 equivalents of acid. That is, as described above, it is necessary to dispose (support) the diazotizing reagent and the coupling reagent together with the required amount of acid in the pores of the porous body. Although the above-described reaction can occur even in the gas phase, as described above, since a state without moisture cannot exist in an actual environment, a thin film of water is substantially formed in the pores of the sensing element. And the above-mentioned reaction will take place in the aqueous solution.

【0022】そして、前述したように、二酸化窒素ガス
が吸着することで結果として生成したアゾ化合物を光吸
収により測定することで、間接的に二酸化窒素ガスの測
定を行うことができる。ここで、例えば、多孔体をその
アゾ化合物の光吸収波長域における光が透過する材料か
ら構成すれば、二酸化窒素ガスを吸着させた多孔体の光
吸収特性を測定することで、吸着した二酸化窒素ガスの
検出が行えることになる。
As described above, the azo compound formed as a result of the adsorption of the nitrogen dioxide gas is measured by light absorption, whereby the nitrogen dioxide gas can be measured indirectly. Here, for example, if the porous body is made of a material that transmits light in the light absorption wavelength range of the azo compound, by measuring the light absorption characteristics of the porous body that has adsorbed nitrogen dioxide gas, the adsorbed nitrogen dioxide can be measured. The gas can be detected.

【0023】この実施の形態1では、前述したように、
二酸化窒素濃度が300ppbの空気中に、検知素子を
3時間晒した結果の測定である。そして、吸光度の測定
の結果は、図2に示したように、波長530nmにおけ
る吸光度の変化が0.1程度と高く、高感度なサブpp
mレベルの二酸化窒素ガスの検出ができている。測定は
吸光光度計の薄膜測定用のホルダに、この実施の形態1
の検知素子を入れるだけであり、簡単に行うことができ
た。そして、その吸光度の差と濃度との関係を求めれ
ば、ppbレベルの定量が可能となる。感度指数として
暴露量(濃度(ppb)×暴露時間(時間))当たりの
最大吸収波長での吸光度変化を求めた。この実施の形態
1(図2)の場合、300ppbの二酸化窒素ガスの中
に3時間暴露した際の吸光度変化は0.1であり、感度
指数は1.1×10-4ppb-1・hr-1となり、非常に
高い感度が得られた。
In the first embodiment, as described above,
This is a result of exposing the sensing element to air having a nitrogen dioxide concentration of 300 ppb for 3 hours. As a result of the measurement of the absorbance, as shown in FIG. 2, the change in the absorbance at a wavelength of 530 nm is as high as about 0.1, and a high sensitivity sub-pp
An m-level nitrogen dioxide gas can be detected. The measurement is performed in a holder for measuring a thin film of an absorptiometer according to the first embodiment.
It was easy to perform simply by putting in the sensing element. Then, if the relationship between the difference in the absorbance and the concentration is obtained, the ppb level can be quantified. The change in absorbance at the maximum absorption wavelength per exposure amount (concentration (ppb) × exposure time (hour)) was determined as a sensitivity index. In the case of the first embodiment (FIG. 2), the change in absorbance when exposed to 300 ppb of nitrogen dioxide gas for 3 hours is 0.1, and the sensitivity index is 1.1 × 10 −4 ppb −1 · hr. It was -1 and very high sensitivity was obtained.

【0024】ところで、ジアゾ化試薬として、例えば、
ベンゼン,ナフタレン,ビフェニルなどの芳香族または
チオフェン,チアゾールなどの複素芳香族で、1級アミ
ノ基またはアセトアミド基を有する化合物を用いるよう
にしてもよい。また、カップリング試薬として、ベンゼ
ン,ナフタレン,ビフェニルなどの芳香族またはチオフ
ェン,チアゾールなどの複素芳香族で、アミノ基(1〜
3級),アルコオキシ基,あるいは,水酸基を有する化
合物を使用してもよい。
As the diazotizing reagent, for example,
A compound having an aromatic amino such as benzene, naphthalene or biphenyl or a heteroaromatic such as thiophene or thiazole and having a primary amino group or an acetamido group may be used. The coupling reagent may be an aromatic group such as benzene, naphthalene or biphenyl or a heteroaromatic group such as thiophene or thiazole.
A compound having a tertiary), an alkoxyoxy group, or a hydroxyl group may be used.

【0025】また、ジアゾ化試薬およびカップリング試
薬を多孔体の孔中に導入する方法として、上述したよう
に、両者を溶液として多孔体に含浸させて孔中に導入し
て乾燥する方法の他に、両者を蒸着して孔中に導入する
方法、両者を溶融して孔中に導入する方法がある。これ
らの場合、前もって多孔体の孔中に酸を導入しておくこ
とで、酸性環境とすればよい。また、両者を単独,もし
くは,他の化合物と混合し、ゾルゲル法により多孔体を
作製する際にそれらを孔中に導入する方法がある。以上
のように、この実施の形態1によれば、多孔体の孔内に
ジアゾ化試薬およびカップリング試薬を備えた検知素子
を用いるようにしたので、検出対象の二酸化窒素ガスの
吸着面積が増大し、従来の方法に比較して感度および蓄
積容量を増大させることができる。
As a method for introducing the diazotizing reagent and the coupling reagent into the pores of the porous body, as described above, other than the method of impregnating the two as a solution into the porous body, introducing the solution into the pores and drying the porous body. In addition, there is a method in which both are vapor-deposited and introduced into a hole, and a method in which both are melted and introduced into a hole. In these cases, an acidic environment may be established by introducing an acid into the pores of the porous body in advance. In addition, there is a method in which both are used alone or mixed with another compound, and these are introduced into pores when a porous body is produced by a sol-gel method. As described above, according to the first embodiment, since the sensing element having the diazotizing reagent and the coupling reagent in the pores of the porous body is used, the adsorption area of the nitrogen dioxide gas to be detected is increased. However, the sensitivity and the storage capacity can be increased as compared with the conventional method.

【0026】また、検知素子を構成している多孔体が、
おおよそ400〜1000nmの波長領域において、高
い透過率を有しているので、検知素子の透過率を測定す
ることで、二酸化窒素が検知素子に吸着することで生成
されるアゾ色素による吸光度の変化を測定できる。すな
わち、この実施の形態1によれば、検知素子を検出対象
の空気に晒す前と晒した後とで検知素子の吸光度を測定
すれば、検知素子に吸着した二酸化窒素ガスの検出がで
きるので、二酸化窒素ガスの検出が容易に行える。そし
て、吸光度の測定においては、単一ピークの変化を見れ
ばよいので、測定が容易である。また、この実施の形態
1における検知素子によれば、図4に示すように、測定
対象の空気における二酸化窒素ガス濃度が高くなると、
その検知素子の所定の波長における光の透過率が低下し
ていく。その所定の波長は、ここではおおよそ530n
mである。
Further, the porous body constituting the sensing element is
Since it has a high transmittance in a wavelength region of about 400 to 1000 nm, by measuring the transmittance of the sensing element, the change in absorbance due to the azo dye generated by adsorption of nitrogen dioxide to the sensing element is measured. Can be measured. That is, according to the first embodiment, if the absorbance of the sensing element is measured before and after the sensing element is exposed to the air to be detected, the nitrogen dioxide gas adsorbed on the sensing element can be detected. Nitrogen dioxide gas can be easily detected. Then, in the measurement of the absorbance, a change in a single peak may be observed, so that the measurement is easy. According to the sensing element in the first embodiment, as shown in FIG. 4, when the concentration of nitrogen dioxide gas in the air to be measured increases,
The light transmittance of the detection element at a predetermined wavelength decreases. The predetermined wavelength is approximately 530n here.
m.

【0027】以上示したように、この実施の形態1によ
れば、小型な検知素子を用い、この光学的な変化により
二酸化窒素ガスの検出ができるので、非常に簡便に精度
良く二酸化窒素ガスの検出ができるという効果を有して
いる。ここで、検知素子を構成する多孔体をガラス(硼
珪酸ガラス)から構成した場合、その平均孔径を20n
m以下とすることで、可視UV波長領域(波長200〜
2000nm)での透過スペクトルの測定において、可
視光領域(350〜800nm)では光が透過した。し
かし、平均孔径がそれ以上となると、可視領域で急激な
透過率の減少が観測された。
As described above, according to the first embodiment, a small sensing element is used, and the nitrogen dioxide gas can be detected by this optical change, so that the nitrogen dioxide gas can be detected very simply and accurately. It has the effect of being able to detect. Here, when the porous body constituting the sensing element is made of glass (borosilicate glass), the average pore diameter is 20 n.
m or less, the visible UV wavelength region (wavelength 200 to
In the measurement of the transmission spectrum at 2000 nm), light was transmitted in the visible light region (350 to 800 nm). However, when the average pore size became larger, a sharp decrease in transmittance was observed in the visible region.

【0028】以上の結果を図5に示す。図5では、点線
が石英ガラスの透過率を示し、一点鎖線が硼珪酸ガラス
からなる孔径2.5nmの多孔体の透過率を示し、実線
が上述した実施の形態1で用いたバイコール7930の
透過率を示し、破線が硼珪酸ガラスからなる孔径20n
mの多孔体の透過率を示している。なお、一点鎖線と破
線で示すサンプルは、ゲルテック社(GELTECH)
製のものである。また、すべて、透過率測定方向の厚さ
は1mmとした。従って、上述した多孔体は、平均孔径
が20nm以下としたほうがよい。また、350〜80
0nmの可視光領域で透明な多孔体を用いる。ところ
で、上述した実施の形態1においては、多孔体の比表面
積は1g当たり100m2以上である。
FIG. 5 shows the above results. In FIG. 5, the dotted line shows the transmittance of quartz glass, the one-dot chain line shows the transmittance of a porous body made of borosilicate glass having a pore diameter of 2.5 nm, and the solid line shows the transmittance of Vycor 7930 used in the first embodiment described above. The dashed line indicates a pore diameter of 20 n made of borosilicate glass.
m shows the transmittance of the porous body. The samples indicated by the one-dot chain line and the broken line are manufactured by Geltech (GELTECH).
It is made of. In all cases, the thickness in the transmittance measurement direction was 1 mm. Therefore, it is preferable that the above-mentioned porous body has an average pore diameter of 20 nm or less. Also, 350-80
A porous body transparent in the visible light region of 0 nm is used. By the way, in Embodiment 1 described above, the specific surface area of the porous body is 100 m 2 or more per gram.

【0029】実施の形態2 次に、この発明の第2の実施の形態について説明する。
まず、この実施の形態2における二酸化窒素ガスの検知
素子の作製方法について説明すると、ジアゾ化試薬とし
てスルファニルアミド(SFA)と、カップリング試薬
としてN,N−ジメチルナフチルアミン(DMNA)と
を、エタノールの混合液に溶解した検知剤溶液を作製す
る。ここで、スルファニルアミドの濃度は0.02mo
l/lとし、またN,N−ジメチルナフチルアミンの濃
度は0.005mol/lとした。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
First, a method for manufacturing the nitrogen dioxide gas sensing element according to the second embodiment will be described. Sulfanilamide (SFA) as a diazotizing reagent, N, N-dimethylnaphthylamine (DMNA) as a coupling reagent, and ethanol A detection agent solution dissolved in the mixture is prepared. Here, the concentration of sulfanilamide is 0.02 mol
1 / l, and the concentration of N, N-dimethylnaphthylamine was 0.005 mol / l.

【0030】次に、その検知剤溶液に、平均孔径4nm
の多孔体を浸漬した。この多孔体は、前述した実施の形
態1と同様に、コーニング社製のバイコール7930を
用いた。このバイコール7930は平均孔径4nmであ
る。また、多孔体は、8(mm)×8(mm)で厚さ1
(mm)のチップサイズとした。そして、この多孔体を
検知剤溶液に2時間浸漬し、多孔体の孔内に検知剤溶液
を含浸させた後でこれを風乾し、そして、窒素ガス気流
中に半日間放置して乾燥することで、この実施の形態2
の検知素子を作製した。
Next, an average pore diameter of 4 nm was added to the detection agent solution.
Was immersed. As the porous body, Vycor 7930 manufactured by Corning Incorporated was used as in the first embodiment. Vycor 7930 has an average pore size of 4 nm. The porous body is 8 (mm) × 8 (mm) and has a thickness of 1 mm.
(Mm). Then, the porous body is immersed in the detecting agent solution for 2 hours, impregnated with the detecting agent solution in the pores of the porous body, air-dried, and left to dry in a nitrogen gas stream for half a day. Thus, the second embodiment
Was prepared.

【0031】図6には、この実施の形態2の検知素子
を、測定対象の空気に晒す前と晒した後の吸収スペクト
ルを示した。破線は、晒す前の状態を示している。そし
て、実線が、300ppbの濃度の二酸化窒素ガスが存
在する空気中に、この実施の形態2の検知素子を3時間
晒した後の結果を示している。図6から明らかなよう
に、実線には、波長530nm付近に新しい吸収ピーク
が1つのみ現れている。この、530nm付近の吸収は
スルファニルアミドがジアゾ化したジアゾ化合物とN,
N−ジメチルナフチルアミンがカップリングした結果生
成したアゾ色素によるものと考えられる。そして、その
吸光度の変化も0.1程度と高く、この実施の形態2の
検知素子を用いた二酸化窒素ガスの検出でも、高感度な
ppbレベルの二酸化窒素ガスの検出が可能なことがわ
かった。実施の形態1と同様にこの実施の形態2(図
6)についても感度指数を求めると1.3×10-4pp
-1・hr-1となり、非常に高い感度が得られたことが
わかる。
FIG. 6 shows absorption spectra before and after the sensing element according to the second embodiment is exposed to the air to be measured. The broken line indicates the state before the exposure. The solid line indicates the result after exposing the sensing element of the second embodiment to air in which nitrogen dioxide gas having a concentration of 300 ppb exists for 3 hours. As is clear from FIG. 6, the solid line shows only one new absorption peak near the wavelength of 530 nm. The absorption around 530 nm is due to the diazo compound in which sulfanilamide is diazotized and N,
It is thought to be due to the azo dye formed as a result of coupling of N-dimethylnaphthylamine. The change in the absorbance was as high as about 0.1, and it was found that high-sensitivity detection of ppb-level nitrogen dioxide gas was possible even with the detection of nitrogen dioxide gas using the sensing element of the second embodiment. . Similarly to the first embodiment, the sensitivity index of this second embodiment (FIG. 6) is 1.3 × 10 −4 pp.
b −1 · hr −1 , indicating that a very high sensitivity was obtained.

【0032】実施の形態3 次に、この発明の第3の実施の形態について説明する。
まず、この実施の形態3における二酸化窒素ガスの検知
素子の作製方法について説明すると、ジアゾ化試薬とし
てアセトアニリド(AA)と、カップリング試薬として
N,N−ジメチルナフチルアミン(DMNA)とを、エ
タノールの混合液に溶解した検知剤溶液を作製する。こ
こで、アセトアニリド(AA)の濃度は0.02mol
/lとし、またN,N−ジメチルナフチルアミンの濃度
は0.005mol/lとした。次に、その検知剤溶液
に、平均孔径4nmの多孔体を浸漬した。この多孔体
は、前述した実施の形態1,2と同様に、コーニング社
製のバイコール7930を用いた。このバイコール79
30は平均孔径4nmである。また、多孔体は、8(m
m)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズとし
た。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
First, a method for manufacturing a nitrogen dioxide gas sensing element according to the third embodiment will be described. Acetanilide (AA) is used as a diazotizing reagent, and N, N-dimethylnaphthylamine (DMNA) is used as a coupling reagent. A detection agent solution dissolved in the liquid is prepared. Here, the concentration of acetanilide (AA) is 0.02 mol.
/ L, and the concentration of N, N-dimethylnaphthylamine was 0.005 mol / l. Next, a porous body having an average pore diameter of 4 nm was immersed in the detection agent solution. For this porous body, Corning Vycor 7930 was used as in the first and second embodiments. This Vycor 79
30 is an average pore diameter of 4 nm. The porous body has a thickness of 8 (m
m) × 8 (mm) and a chip size of 1 (mm) in thickness.

【0033】そして、この多孔体を検知剤溶液に2時間
浸漬し、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後でこ
れを風乾し、そして、窒素ガス気流中に半日間放置して
乾燥することで、この実施の形態3の検知素子を作製し
た。図7には、この実施の形態3の検知素子を、測定対
象の空気に晒す前と晒した後の吸収スペクトルを示し
た。破線は、晒す前の状態を示している。そして、実線
が、300ppbの濃度の二酸化窒素ガスが存在する空
気中に、この実施の形態3の検知素子を3時間晒した後
の結果を示している。この実施の形態3では、図7に示
すように、実線には、波長460nm付近に新しい吸収
が現れた。この吸光度は0.03程度であるが、充分高
感度なppbレベルの二酸化窒素ガスの検出が可能であ
る。実施の形態1,2と同様に実施の形態3(図7)に
ついても感度指数を求めると3.3×10-5ppb-1
hr-1となった。
Then, the porous body is immersed in the detecting agent solution for 2 hours, impregnated with the detecting agent solution in the pores of the porous body, air-dried, and left in a nitrogen gas stream for half a day. By drying, the sensing element of the third embodiment was manufactured. FIG. 7 shows absorption spectra before and after exposing the sensing element of the third embodiment to the air to be measured. The broken line indicates the state before the exposure. The solid line shows the result after exposing the sensing element of the third embodiment to air in which nitrogen dioxide gas having a concentration of 300 ppb is present for 3 hours. In the third embodiment, as shown in FIG. 7, a new absorption appears near the wavelength of 460 nm in the solid line. Although this absorbance is about 0.03, it is possible to detect ppb level nitrogen dioxide gas with sufficiently high sensitivity. Similarly to the first and second embodiments, the sensitivity index of the third embodiment (FIG. 7) is 3.3 × 10 −5 ppb −1.
hr -1 .

【0034】実施の形態4 次に、この発明の第4の実施の形態について説明する。
はじめに、この実施の形態4における二酸化窒素ガスの
検知素子の作製方法について説明する。まず、三角フラ
スコにカップリング試薬として0.0428gのN,N
−ジメチル−1−ナフチルアミン(DMNA)をとり、
これに100mlのエタノールを加えて溶解し、約0.
0025mol/lの溶液を調整した。また、もう一つ
の三角フラスコに、ジアゾ化試薬として0.6888g
のスルファニルアミドをとり、これに100mlのエタ
ノールを加えて溶解し、約0.04mol/lの溶液を
調整した。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
First, a method for manufacturing the nitrogen dioxide gas sensing element according to the fourth embodiment will be described. First, 0.0428 g of N, N as a coupling reagent was placed in an Erlenmeyer flask.
Taking dimethyl-1-naphthylamine (DMNA);
100 ml of ethanol was added to this to dissolve, and about 0.
A 0025 mol / l solution was prepared. In another Erlenmeyer flask, 0.6888 g of a diazotizing reagent was added.
Was dissolved in 100 ml of ethanol to prepare a solution of about 0.04 mol / l.

【0035】次に、それらの両溶液をそれぞれ10ml
とってそれらを混合し、検知剤溶液を調整した。この検
知剤溶液をシャーレに移し、この中に平均孔径4nmの
多孔体を約2時間浸漬し、この多孔体に検知剤溶液を含
浸させた。この多孔体は、前述した実施の形態1〜3と
同様に、コーニング社製のバイコール7930を用い
た。このバイコール7930は平均孔径4nmである。
また、多孔体は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(m
m)のチップサイズとした。次いで、検知剤溶液を含浸
させた多孔体を、シャーレより取り出して24時間風乾
して溶媒を蒸発させ、検知素子を得た。このように作製
した検知素子は、目視では無色透明であった。
Next, each of these solutions was added in an amount of 10 ml.
Then, they were mixed to prepare a detection agent solution. The detection agent solution was transferred to a Petri dish, and a porous body having an average pore diameter of 4 nm was immersed therein for about 2 hours, and the porous body was impregnated with the detection agent solution. As this porous body, similarly to Embodiments 1 to 3 described above, Vycor 7930 manufactured by Corning Incorporated was used. Vycor 7930 has an average pore size of 4 nm.
The porous body is 8 (mm) × 8 (mm) and has a thickness of 1 (m).
m). Next, the porous body impregnated with the detection agent solution was taken out of the petri dish and air-dried for 24 hours to evaporate the solvent, thereby obtaining a detection element. The detection element thus produced was colorless and transparent visually.

【0036】この検知素子を、二酸化窒素濃度200p
pbの乾燥窒素雰囲気中に晒したところ、目視の状態で
はその色が無色透明から桃色に変化した。この変化を吸
光光度計で測定した結果、図8に示すように変化が観測
された。図8では、初期の無色透明に見えた検知素子の
測定結果を破線で示し、桃色に変化した状態の検知素子
の測定結果を実線で示している。この変化は非可逆であ
った。また、二酸化窒素濃度を100ppb〜100p
pmの範囲で変化させたところ、光吸収の強度が異なる
だけで、ほぼ同様のスペクトル変化が見られた。
This sensing element is provided with a nitrogen dioxide concentration of 200 p.
When exposed to a pb dry nitrogen atmosphere, the color changed from colorless and transparent to pink under visual observation. As a result of measuring this change with an absorptiometer, a change was observed as shown in FIG. In FIG. 8, the measurement results of the sensing element that appeared colorless and transparent at the beginning are shown by broken lines, and the measurement results of the sensing element that changed to pink are shown by solid lines. This change was irreversible. Further, the concentration of nitrogen dioxide is set to 100 ppb to 100 pb.
When changed in the range of pm, almost the same spectral change was observed except for the intensity of light absorption.

【0037】次に、その検知素子を、二酸化窒素濃度が
10ppbの大気(空気)に晒したところ、その吸光度
に図9に示すような変化が観測された。図9では、初期
の無色透明に見えた検知素子の測定結果を破線で示し、
検体空気に晒した後の測定結果を実線で示している。そ
して、この変化も非可逆であった。以上示したように、
この実施の形態4における検知素子を用いても、二酸化
窒素ガスの検出が可能であり、また、大気中における二
酸化窒素ガスを検出することができる。
Next, when the sensing element was exposed to the atmosphere (air) having a nitrogen dioxide concentration of 10 ppb, a change in the absorbance as shown in FIG. 9 was observed. In FIG. 9, the measurement results of the initially colorless and transparent sensing element are indicated by broken lines.
The measurement results after exposure to the sample air are shown by solid lines. And this change was also irreversible. As shown above,
Even if the sensing element according to the fourth embodiment is used, nitrogen dioxide gas can be detected, and nitrogen dioxide gas in the atmosphere can be detected.

【0038】実施の形態5 以下、この発明の第5の実施の形態について説明する。
ここでは、上述した検知素子を用いた二酸化窒素ガスの
検出装置に関して説明する。この二酸化窒素ガスの検出
装置は、図10に示すように、例えば、所定の波長の光
を発するLEDからなる発光部1001からの発光光
を、検知素子1002に照射し、その透過光を受光部1
003で受光する。この受光部1003では、受光光を
光電変換して信号電流を出力する。また、変換増幅部1
004では、その出力された信号電流を増幅して電流−
電圧変換する。また、A/D変換部1005では、その
電圧信号をデジタル信号に変換する。そして、出力検出
部1006よりそのデジタル信号が検出結果として出力
される。
Embodiment 5 Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
Here, a detection device for nitrogen dioxide gas using the above-described detection element will be described. As shown in FIG. 10, this nitrogen dioxide gas detection device irradiates, for example, light emitted from a light emitting unit 1001 composed of an LED emitting light of a predetermined wavelength to a detection element 1002, and transmits the transmitted light to a light receiving unit. 1
At 003, light is received. The light receiving unit 1003 photoelectrically converts the received light and outputs a signal current. In addition, the conversion amplification unit 1
In 004, the output signal current is amplified and the current-
Perform voltage conversion. The A / D converter 1005 converts the voltage signal into a digital signal. Then, the digital signal is output from the output detection unit 1006 as a detection result.

【0039】ここで、検知素子1002は、例えば、前
述した実施の形態1〜4の検知素子である。また、発光
部1001には、例えば、530nmの発光波長を有す
る緑色LEDを用いればよい。また、受光部1003
は、例えば、フォトダイオードである。このフォトダイ
オードとしては、例えば、190〜1000nmの波長
に感度のあるものを用いればよい。また、発光部100
1と受光部1003は、発光部分と受光部分とが対向し
て配置されている。そして、例えば、実施の形態4の検
知素子によるこの検出装置で、二酸化窒素濃度100p
pb〜100ppmの乾燥窒素雰囲気および大気(空
気)中で二酸化窒素ガスの検出を行ったところ、検知素
子が二酸化窒素に晒されていない初期状態とは異なった
出力が得られた。このように、この実施の形態5によれ
ば、二酸化窒素ガスの検出装置を簡単に構成できる
Here, the sensing element 1002 is, for example, the sensing element of the above-described first to fourth embodiments. For the light emitting unit 1001, a green LED having an emission wavelength of 530 nm may be used, for example. Also, the light receiving unit 1003
Is, for example, a photodiode. As the photodiode, for example, one having sensitivity to a wavelength of 190 to 1000 nm may be used. Also, the light emitting unit 100
1 and the light receiving unit 1003 are arranged such that the light emitting portion and the light receiving portion face each other. Then, for example, with this detection device using the detection element of the fourth embodiment, the nitrogen dioxide concentration is 100 p.
When nitrogen dioxide gas was detected in a dry nitrogen atmosphere and air (air) of pb to 100 ppm, an output different from that in the initial state where the sensing element was not exposed to nitrogen dioxide was obtained. Thus, according to the fifth embodiment, the nitrogen dioxide gas detection device can be simply configured.

【0040】実施の形態6 以下、この発明の第6の実施の形態について説明する。
以下では、上述した二酸化窒素ガスの検出装置に関して
より詳細に説明する。特に、発光部と受光部との構成に
ついて説明する。この実施の形態6では、図11に示す
ように、12cm×6cm程度の基板上1101内に、
波長550nmの緑色の光を発するLED1102と、
このLED1102の発光面に対向して受光面が配置さ
れるように、フォトトランジスタ1103を配置する。
このフォトトランジスタは、450〜1100nmの波
長域に光感度を持っている。そして、これらLED11
02とフォトトランジスタ1103には、端子板110
4を介して直列に接続配置した2つの単3の電池110
5から電源が供給される構成となっている。
Embodiment 6 Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described.
Hereinafter, the above-described nitrogen dioxide gas detection device will be described in more detail. In particular, the configuration of the light emitting unit and the light receiving unit will be described. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, a substrate 1101 of about 12 cm × 6 cm
An LED 1102 that emits green light having a wavelength of 550 nm;
The phototransistor 1103 is arranged so that the light receiving surface is arranged to face the light emitting surface of the LED 1102.
This phototransistor has photosensitivity in a wavelength range of 450 to 1100 nm. And these LEDs 11
02 and the phototransistor 1103, the terminal plate 110
Two AA batteries 110 connected in series via 4
5 is supplied with power.

【0041】また、それら電源の供給は、スイッチ11
06によりオンオフできるように構成している。すなわ
ち、端子板1104の端子を利用して回路を組み立てて
いる。端子番号1にフォトトランジスタ1103の配線
を、端子番号2にスイッチ1106の配線を、端子番号
3にLED1102の配線を、端子番号4にスイッチ1
106と電池1105の配線を、端子番号5に電池11
05とLED1102とフォトトランジスタ1103の
配線をそれぞれ接続してある。また、フォトトランジス
タ1103からの出力電圧が、1桁(V)のオーダーと
なるように、抵抗1107,1108を設けている。
The power is supplied to the switch 11.
06 so that it can be turned on and off. That is, the circuit is assembled using the terminals of the terminal plate 1104. The terminal number 1 is the wiring of the phototransistor 1103, the terminal number 2 is the wiring of the switch 1106, the terminal number 3 is the wiring of the LED 1102, and the terminal number 4 is the switch 1
The wiring between the battery 106 and the battery 1105 is connected to the terminal number 5 by the battery 11.
05, the LED 1102, and the wiring of the phototransistor 1103 are connected. The resistors 1107 and 1108 are provided so that the output voltage from the phototransistor 1103 is on the order of one digit (V).

【0042】そして、LED1102とフォトトランジ
スタ1103の間に、前述した実施の形態1〜3で示し
たような検知素子1110を配置し、端子板1104の
端子番号1と端子番号2の間に電圧計を接続して電圧を
測定することで、この二酸化窒素ガスの検出装置では、
検知素子1110に吸着した二酸化窒素ガスの測定を行
う。このように、この実施の形態6によれば、12cm
×6cm程度の面積の中に、精度の良い二酸化窒素ガス
の検出装置を構成できる。また、一般に市販されている
電池を電源として構成できるので、より簡便に二酸化窒
素ガスの検出ができるようになる。
Then, the detecting element 1110 as described in the first to third embodiments is arranged between the LED 1102 and the phototransistor 1103, and the voltmeter is provided between the terminal numbers 1 and 2 of the terminal plate 1104. By connecting to and measuring the voltage, this nitrogen dioxide gas detection device
The nitrogen dioxide gas adsorbed on the sensing element 1110 is measured. Thus, according to the sixth embodiment, 12 cm
A highly accurate nitrogen dioxide gas detection device can be constructed in an area of about 6 cm. Further, since a commercially available battery can be configured as a power source, nitrogen dioxide gas can be detected more easily.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の二酸化
窒素ガスの検出方法では、まず、亜硝酸イオンと反応し
てジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬およびジアゾ化
合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリン
グ試薬および酸の混合物を透明な多孔体の孔中に配置し
た検知素子を用意する。次に、その検知素子の光透過率
を測定して第1の透過率を求める。次に、所定時間、こ
の検知素子を測定対象の気体中に晒す。次に、その後
で、検知素子の光透過率を測定して第2の透過率を求め
る。そして、第1の透過率と第2の透過率の差により測
定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出するようにし
た。このように構成した結果、二酸化窒素ガスが存在す
る雰囲気に検知素子を晒すと、検知素子の孔内に吸着し
た二酸化窒素ガスによる亜硝酸イオンとジアゾ化試薬が
ジアゾ化してジアゾ化合物を生成し、そのジアゾ化合物
とカップリング試薬とがカップリングしてアゾ色素を生
成する。従って、検知素子に色がついて第1の透過率と
第2の透過率に差が発生するので、このことにより二酸
化窒素ガスが検出できる。従って、検知素子を測定対象
とする雰囲気に晒した後、検知素子の色の変化を見れば
よいので、従来の手法に比較してより簡便に精度良く二
酸化窒素ガスが検出できるようになる。
As described above, in the method for detecting nitrogen dioxide gas of the present invention, first, a diazotizing reagent which reacts with nitrite ions to form a diazo compound and a azo dye by coupling with a diazo compound are used. A sensing element is prepared in which a mixture of a coupling reagent and an acid to be generated is arranged in the pores of a transparent porous body. Next, the first transmittance is determined by measuring the light transmittance of the sensing element. Next, the sensing element is exposed to the gas to be measured for a predetermined time. Next, after that, the light transmittance of the sensing element is measured to determine the second transmittance. Then, the nitrogen dioxide gas in the gas to be measured is detected based on the difference between the first transmittance and the second transmittance. As a result of this configuration, when the sensing element is exposed to an atmosphere in which a nitrogen dioxide gas is present, nitrous acid ions and a diazotizing reagent by the nitrogen dioxide gas adsorbed in the pores of the sensing element are diazotized to generate a diazo compound, The diazo compound and the coupling reagent couple to form an azo dye. Accordingly, the sensing element is colored and a difference is generated between the first transmittance and the second transmittance, whereby nitrogen dioxide gas can be detected. Therefore, after exposing the sensing element to the atmosphere to be measured, the change in the color of the sensing element can be observed, so that the nitrogen dioxide gas can be detected more easily and accurately than in the conventional method.

【0044】また、この発明の二酸化窒素ガスの検知素
子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて
亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ
化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置さ
れてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成す
るカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬と
ともに配置された酸とを備えるようにした。このように
構成した結果、二酸化窒素ガスの検知素子の孔内に二酸
化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結
果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジ
アゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップ
リングしてアゾ色素を生成するので、二酸化窒素ガスの
検知素子に色がついた状態となる。従って、この二酸化
窒素ガスの検知素子は、色の変化を見れば二酸化窒素ガ
スが検出できるので、この二酸化窒素ガスの検知素子を
用いることで、従来の手法に比較してより簡便に精度良
く二酸化窒素ガスが検出できるようになる。
Further, the nitrogen dioxide gas sensing element of the present invention comprises a transparent porous body, a diazotizing reagent which is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to produce a diazo compound, A coupling reagent is provided in the pores of the body together with the diazotizing reagent and couples with the diazo compound to form an azo dye, and an acid is disposed in the pores of the porous body together with the diazotizing reagent. As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the pores of the nitrogen dioxide gas sensing element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotizing reagent to form diazo compounds. However, this is coupled with the coupling reagent to form an azo dye, so that the nitrogen dioxide gas sensing element is colored. Therefore, since the nitrogen dioxide gas detection element can detect the nitrogen dioxide gas by observing the change in color, the use of the nitrogen dioxide gas detection element makes it easier and more accurate than the conventional method. Nitrogen gas can be detected.

【0045】また、この発明の二酸化窒素ガスの検出装
置は、光を放出する発光部と、その発光部の光放出面に
受光面を対向して配置されてその受光面が受光した光量
に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検
出部との間に配置された検知素子と、光検出部が出力し
た電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、
検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置
されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成する
ジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに
配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を
生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化
試薬とともに配置された酸とから構成されているように
した。このように構成した結果、検知素子の孔内に二酸
化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結
果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジ
アゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップ
リングしてアゾ色素を生成するので、検知素子に色がつ
いた状態となる。一方で、発光部から放出された光は検
知素子を介して光検出部に入射するので、その検知素子
の色の変化が、光検出部の出力した電気信号の変化とし
て電気計器に計測される。従って、この二酸化窒素ガス
の検出装置を、測定対象とする雰囲気に配置することで
二酸化窒素ガスの検出が精度良くできるので、従来の手
法に比較してより簡便に精度良く二酸化窒素ガスが検出
できるようになる。
Further, the nitrogen dioxide gas detecting device of the present invention has a light emitting portion for emitting light, and a light receiving surface which is disposed opposite to a light emitting surface of the light emitting portion and which responds to the amount of light received by the light receiving surface. A light detection unit that outputs the electric signal, a detection element disposed between the light emitting unit and the light detection unit, and at least an electric meter that measures a state of the electric signal output by the light detection unit,
The sensing element is disposed together with a transparent porous body, a diazotizing reagent that is arranged in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and a diazotizing reagent in the pores of the porous body. The coupling reagent was formed from a coupling reagent that couples with a diazo compound to form an azo dye, and an acid disposed in the pores of the porous body together with the diazotization reagent. As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas infiltrates into the pores of the sensing element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotizing reagent to form a diazo compound. Since the coupling reagent couples to generate an azo dye, the detection element is colored. On the other hand, since the light emitted from the light emitting unit enters the light detecting unit via the detecting element, a change in the color of the detecting element is measured by an electric meter as a change in the electric signal output from the light detecting unit. . Therefore, the nitrogen dioxide gas can be detected with high accuracy by arranging the nitrogen dioxide gas detection device in the atmosphere to be measured, so that the nitrogen dioxide gas can be detected more simply and accurately than the conventional method. Become like

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例における二酸化窒素
(NO2 )ガスの検出方法について説明する説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method for detecting nitrogen dioxide (NO 2 ) gas according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 実施例1の検出方法における2回の吸光度の
測定結果を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing two measurement results of absorbance in the detection method of Example 1.

【図3】 実施例1の検知素子の構成を示す説明図およ
びそこで起こる反応を示す説明図である。
FIGS. 3A and 3B are an explanatory diagram showing a configuration of a sensing element of Example 1 and an explanatory diagram showing a reaction occurring therein.

【図4】 実施例1の検知素子における二酸化窒素濃度
と透過率との関係を示す相関図である。
FIG. 4 is a correlation diagram showing the relationship between the concentration of nitrogen dioxide and the transmittance in the sensing element of Example 1.

【図5】 ガラスからなる多孔体と光学透過率の関係を
示す相関図である。
FIG. 5 is a correlation diagram showing a relationship between a porous body made of glass and optical transmittance.

【図6】 この発明の第2の実施例における検出結果を
示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a detection result according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の第3の実施例における検出結果を
示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a detection result according to the third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の第4の実施例における検出結果を
示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a detection result in the fourth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の第4の実施例における他の検出結
果を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing another detection result according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の第5の実施例における二酸化窒
素ガスの検出装置の概略的な構成を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a nitrogen dioxide gas detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の第6の実施例における二酸化窒
素ガスの検出装置の概略的な構成を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a nitrogen dioxide gas detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…検知剤溶液、102…容器、103…多孔体、
103a…検知素子、104…検出対象の空気、301
…孔、302…検知素子(多孔体)、303…水溶液
(検知剤溶液)の薄い膜、304…二酸化窒素分子。
101: detecting agent solution, 102: container, 103: porous body,
103a: sensing element, 104: air to be detected, 301
... holes, 302 ... sensing element (porous body), 303 ... thin film of aqueous solution (detection agent solution), 304 ... nitrogen dioxide molecules.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松元 史朗 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 丸尾 容子 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 大山 孝 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2G042 AA01 BA05 BB07 CA01 CB01 DA08 EA01 FA01 FA11 FB02 GA05 2G054 AA01 AB07 CA06 CB10 CD04 CE02 EA04 EA06 EB01 EB04 EB05 FA06 FA12 FA13 FA32 FA33 FB02 FB03 GA02 GA03 GB01 JA07 JA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shiro Matsumoto 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yoko Maruo 3-9-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Takashi Oyama Inventor Takashi Oyama 3-19-2, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2G042 AA01 BA05 BB07 CA01 CB01 DA08 EA01 FA01 FA11 FB02 GA05 2G054 AA01 AB07 CA06 CB10 CD04 CE02 EA04 EA06 EB01 EB04 EB05 FA06 FA12 FA13 FA32 FA33 FB02 FB03 GA02 GA03 GB01 JA07 JA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を
生成するジアゾ化試薬および前記ジアゾ化合物とカップ
リングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬および
酸との混合物を透明な多孔体の孔中に配置した検知素子
を用意する第1の工程と、 その検知素子の光透過率を測定して第1の透過率を求め
る第2の工程と、 この検知素子を測定対象の気体中に所定時間晒す第3の
工程と、 第3の工程の後、前記検知素子の光透過率を測定して第
2の透過率を求める第4の工程と、 前記第1の透過率と前記第2の透過率の差により前記測
定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出することを特徴
とする二酸化窒素ガスの検出方法。
1. A mixture of a diazotizing reagent which reacts with nitrite ions to form a diazo compound, a coupling reagent which couples with the diazo compound to form an azo dye, and an acid, is filled in a pore of a transparent porous body. A first step of preparing a sensing element disposed at a position; a second step of measuring a light transmittance of the sensing element to obtain a first transmittance; and placing the sensing element in a gas to be measured for a predetermined time. A third step of exposing; a fourth step of measuring the light transmittance of the sensing element to obtain a second transmittance after the third step; and the first transmittance and the second transmittance. A method for detecting nitrogen dioxide gas, comprising detecting nitrogen dioxide gas in the gas to be measured based on a difference in rate.
【請求項2】 請求項1記載の二酸化窒素ガスの検出方
法において、 前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカッ
プリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、2
0nm以下であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検
出方法。
2. The method for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 1, wherein the average pore diameter of the porous body is larger than the diazotizing reagent and the coupling reagent can be contained, and 2
A method for detecting nitrogen dioxide gas, wherein the thickness is 0 nm or less.
【請求項3】 請求項1または2記載の二酸化窒素ガス
の検出方法において、 前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニ
ル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾー
ル等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしく
はアセトアミド基を備えた化合物であり、 前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフ
ェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チア
ゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ
基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合
物であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検出方法。
3. The method for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 1, wherein the diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. Wherein the coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. A method for detecting nitrogen dioxide gas, which is a compound having a tertiary amino group, an alkoxy group, or a hydroxyl group.
【請求項4】 透明な多孔体と、 その多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応して
ジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、 前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置され
て前記ジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成
するカップリング試薬と、 前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置され
た酸とを備えたことを特徴とする二酸化窒素ガスの検知
素子。
4. A transparent porous body, a diazotizing reagent which is arranged in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and a diazotizing reagent in the pores of the porous body together with the diazotizing reagent. A coupling reagent which is disposed and couples with the diazo compound to generate an azo dye, and an acid disposed together with the diazotizing reagent in the pores of the porous body. Sensing element.
【請求項5】 請求項4記載の二酸化窒素ガスの検知素
子において、 前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカッ
プリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、2
0nm以下であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検
知素子。
5. The sensing element for nitrogen dioxide gas according to claim 4, wherein the average pore size of the porous body is larger than the diazotizing reagent and the coupling reagent can enter, and in addition, 2
A nitrogen dioxide gas detection element having a thickness of 0 nm or less.
【請求項6】 請求項4または5記載の二酸化窒素ガス
の検知素子において、 前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニ
ル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾー
ル等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしく
はアセトアミド基を備えた化合物であり、 前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフ
ェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チア
ゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ
基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合
物であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検知素子。
6. The element for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 4, wherein the diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. Wherein the coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. An element for detecting nitrogen dioxide gas, which is a compound having a tertiary amino group, an alkoxyoxy group, or a hydroxyl group.
【請求項7】 光を放出する発光部と、 前記発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて前
記受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光
検出部と、 その発光部と前記光検出部との間に配置された検知素子
と、 前記光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器
とを少なくとも備え、 前記検知素子は、透明な多孔体と、前記多孔体の孔内に
配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成
するジアゾ化試薬と、前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化
試薬とともに配置されて前記ジアゾ化合物とカップリン
グしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、前記多
孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置された酸と
から構成されたことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出
装置。
7. A light emitting unit that emits light, a light detecting unit that is arranged with a light receiving surface facing a light emitting surface of the light emitting unit, and outputs an electric signal corresponding to the amount of light received by the light receiving surface; A sensing element disposed between the light emitting unit and the light detecting unit, and at least an electric meter that measures a state of an electric signal output by the light detecting unit, wherein the sensing element is a transparent porous body, A diazotizing reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and that is disposed together with the diazotizing reagent in the pores of the porous body and couples with the diazo compound. An apparatus for detecting nitrogen dioxide gas, comprising: a coupling reagent for generating an azo dye; and an acid disposed in the pores of the porous body together with the diazotizing reagent.
【請求項8】 請求項7記載の二酸化窒素ガスの検出装
置において、 前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカッ
プリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、2
0nm以下であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検
出装置。
8. The apparatus for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 7, wherein the average pore diameter of the porous body is larger than the diazotizing reagent and the coupling reagent can enter, and in addition, 2
An apparatus for detecting nitrogen dioxide gas, which has a diameter of 0 nm or less.
【請求項9】 請求項7または8記載の二酸化窒素ガス
の検出装置において、 前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニ
ル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾー
ル等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしく
はアセトアミド基を備えた化合物であり、 前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフ
ェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チア
ゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ
基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合
物であることを特徴とする二酸化窒素ガスの検出装置。
9. The apparatus for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 7, wherein the diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. Wherein the coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole. An apparatus for detecting nitrogen dioxide gas, which is a compound having a tertiary amino group, an alkoxy group, or a hydroxyl group.
【請求項10】 請求項7〜9いずれか1項記載の二酸
化窒素ガスの検出装置において、 前記発光部は発光ダイオードから構成され、 前記光検出部はフォトトランジスタから構成され、 加えて、 前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに電源を
供給する電池と、 前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに前記電
池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、 前記フォトトランジスタと前記電池との間に接続された
電気計器としての電圧計と、 前記発光ダイオード,前記フォトトランジスタ,前記電
池,前記スイッチ,および,前記電圧計それぞれを結線
するための端子を備えた端子板と、 前記発光ダイオード,前記フォトトランジスタ,前記電
池,前記スイッチ,前記電圧計,および,前記端子板を
配置した基板とを備えたことを特徴とする二酸化窒素ガ
スの検出装置。
10. The apparatus for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 7, wherein the light emitting unit is configured by a light emitting diode, the light detection unit is configured by a phototransistor, and the light emission is further performed. A battery for supplying power to the diode and the phototransistor; a switch for turning on and off the supply of power from the battery to the light-emitting diode and the phototransistor; a voltage as an electric meter connected between the phototransistor and the battery A terminal plate having terminals for connecting the light emitting diode, the phototransistor, the battery, the switch, and the voltmeter respectively; and the light emitting diode, the phototransistor, the battery, the switch, A voltmeter, and a substrate on which the terminal plate is disposed. Detector of nitrogen dioxide gas, characterized in that.
JP24353098A 1997-08-29 1998-08-28 Nitrogen dioxide gas detection method, nitrogen dioxide gas detection element, and nitrogen dioxide gas detection device using the same Expired - Lifetime JP3639123B2 (en)

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