JP2007071866A - Film for gas sensor, element for gas sensor and method for manufacturing the element for gas sensor - Google Patents

Film for gas sensor, element for gas sensor and method for manufacturing the element for gas sensor Download PDF

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Keiji Nishio
圭史 西尾
Toru Kineri
透 木練
Masakatsu Fujimoto
正克 藤本
Hideo Mae
英雄 前
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film for gas sensor which has high responsiveness with respect to an object gas to be sensed and can be used repeatedly, and to provide an element for gas sensor and a method for manufacturing them. <P>SOLUTION: The film is made up by dispersing minute particles of a group VIII metal into a thin film-shaped substrate made of tungsten trioxide, and at least a portion of the tungsten trioxide composing the thin film-shaped substrate is in an amorphous state. It is preferable that the state is one in which all the minute particles of the group VIII metal are made embedded inside the thin film-shaped substrate. Furthermore, the tungsten trioxide composing the thin film-shaped substrate is preferably in a porous state. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスセンサ用薄膜、ガスセンサ用素子体およびガスセンサ用素子体の製造方法に関する。   The present invention relates to a gas sensor thin film, a gas sensor element body, and a method for manufacturing a gas sensor element body.

近年、例えば大気汚染抑止効果や温暖化抑止効果が得られるなどの環境汚染抑止上の利点から、燃料電池などの例えば水素ガス燃料を用いた新しいエネルギーシステムの開発が注目されている。
然るに、水素ガスは、大気中に4体積%以上存在すると引火し、さらに燃焼速度が速いので爆発するという危険な性質を有しており、上記のような水素燃料を用いたエネルギーシステムの普及に伴い、例えば水素ガスの輸送や貯蔵が安全に行われるよう、ガス漏洩が短時間で確実に検知することのできる、精度の高いガスセンサの開発の必要性が高まっている。
In recent years, development of a new energy system using, for example, a hydrogen gas fuel such as a fuel cell has attracted attention because of the advantages of preventing environmental pollution such as air pollution inhibiting effect and warming inhibiting effect.
However, hydrogen gas ignites when present in the atmosphere in an amount of 4% by volume or more, and has a dangerous property of exploding because of its high combustion speed. This has led to the widespread use of energy systems using hydrogen fuel as described above. Accordingly, for example, there is an increasing need for development of a highly accurate gas sensor capable of reliably detecting gas leakage in a short time so that hydrogen gas can be transported and stored safely.

現在、例えば水素ガスなどの可燃性ガスを検知するためのガスセンサとしては、接触燃焼式のものや半導体式のものなどがあるが、これらは、水素ガスを検知するために例えば1分間ほどの長い応答時間を要し、この応答時間内に検知対象空間において水素ガス濃度が4体積%以上に達して爆発が発生するおそれもあり、大変危険である。
また、接触燃焼式のものにおいては、金属酸化物の機能性薄膜に水素ガス分子が付着することによる電流電圧特性や温度特性の変化を電気的に検知するものであるところ、目的とする水素ガス以外のガス分子の付着によっても電流電圧特性や温度特性が変化してしまい、検知対象ガスである水素ガスの正確な検知が遂行されないおそれがあり、さらに、金属酸化物の機能性薄膜は早期に劣化して感度が低減されてしまうので、長期間にわたって安定的に水素ガス濃度の検知を行うことができない、という問題がある。
Currently, for example, there are catalytic combustion type and semiconductor type gas sensors for detecting flammable gas such as hydrogen gas, but these are long for about 1 minute for detecting hydrogen gas, for example. A response time is required, and there is a possibility that an explosion may occur when the hydrogen gas concentration reaches 4% by volume or more in the detection target space within this response time, which is very dangerous.
In the case of the catalytic combustion type, a change in current-voltage characteristics and temperature characteristics due to adhesion of hydrogen gas molecules to the functional thin film of metal oxide is electrically detected. Adhesion of other gas molecules may change the current-voltage characteristics and temperature characteristics, which may prevent accurate detection of the hydrogen gas that is the detection target gas. Since the sensitivity deteriorates due to deterioration, there is a problem that the hydrogen gas concentration cannot be stably detected over a long period of time.

上記のような機能性薄膜の劣化の問題を解決するために、特定の機能性薄膜に対するガスの脱吸着の程度を例えば光センサなどによって光学的に測定する光学式ガスセンサが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In order to solve the problem of deterioration of the functional thin film as described above, an optical gas sensor that optically measures the degree of gas desorption to a specific functional thin film using, for example, an optical sensor has been proposed (for example, , See Patent Document 1).

しかしながら、このような光学式ガスセンサにおいてもガス検知に長い応答時間を要することから、いまだ高い応答性を有する光学式ガスセンサは実現されているとはいえない。
特開2003−329592号公報
However, even in such an optical gas sensor, since a long response time is required for gas detection, it cannot be said that an optical gas sensor having high response has been realized.
JP 2003-329592 A

本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その第1の目的は、検知対象ガスに対する高い応答性が得られると共に、繰り返し用いることができるガスセンサ用薄膜を提供することにある。
本発明の第2の目的は、上記のガスセンサ用薄膜を有するガスセンサ用素子体を提供することにある。
本発明の第3の目的は、上記のガスセンサ用素子体を得ることができるガスセンサ用素子体の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide a thin film for a gas sensor that can obtain high responsiveness to a detection target gas and can be repeatedly used. There is.
A second object of the present invention is to provide a gas sensor element body having the gas sensor thin film.
A third object of the present invention is to provide a method for manufacturing a gas sensor element body that can provide the gas sensor element body described above.

本発明のガスセンサ用薄膜は、VIII族金属の微粒子が三酸化タングステンよりなる薄膜状の基材中に分散されてなるガスセンサ用薄膜であって、
前記薄膜状の基材を構成する三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることを特徴とする。
The thin film for a gas sensor of the present invention is a thin film for a gas sensor in which Group VIII metal fine particles are dispersed in a thin film substrate made of tungsten trioxide,
At least a part of tungsten trioxide constituting the thin film base material is in an amorphous state.

本発明のガスセンサ用薄膜においては、前記VIII族金属の微粒子のうちの90体積%以上のものが前記薄膜状の基材の内部に埋没された状態とされていることが好ましく、特に、前記VIII族金属の微粒子の全部が前記薄膜状の基材の内部に埋没された状態とされていることが好ましい。   In the thin film for a gas sensor of the present invention, it is preferable that 90% by volume or more of the Group VIII metal fine particles are embedded in the thin film-like base material. It is preferable that all of the group metal fine particles are buried in the thin-film substrate.

また、本発明のガスセンサ用薄膜においては、前記薄膜状の基材を構成する三酸化タングステンが多孔質状態であることが好ましい。   Moreover, in the thin film for gas sensors of this invention, it is preferable that the tungsten trioxide which comprises the said thin-film-like base material is a porous state.

本発明のガスセンサ用素子体は、上記のガスセンサ用薄膜が、板状の透光性基体の表面上に形成されてなることを特徴とする。   The element body for gas sensor of the present invention is characterized in that the gas sensor thin film is formed on the surface of a plate-like light-transmitting substrate.

本発明のガスセンサ用素子体においては、前記透光性基体が非晶質材料からなることが好ましい。
また、本発明のガスセンサ用素子体においては、前記透光性基体が結晶性材料からなり、当該透光性基体と前記ガスセンサ用薄膜との間に非晶質材料からなる非晶質中間層が介在されてなることが好ましい。
In the gas sensor element body of the present invention, it is preferable that the translucent substrate is made of an amorphous material.
In the gas sensor element body of the present invention, the translucent substrate is made of a crystalline material, and an amorphous intermediate layer made of an amorphous material is interposed between the translucent substrate and the gas sensor thin film. It is preferable to intervene.

本発明のガスセンサ用素子体の製造方法は、透光性基体上に、VIII族金属の微粒子が三酸化タングステンよりなる薄膜状の基材中に分散されてなるガスセンサ用薄膜が形成されたガスセンサ用素子体の製造方法であって、
六塩化タングステンをアルコール系溶剤に溶解して得られるタングステン・アルコキシド溶液と、VIII族金属塩をアルコール系溶剤に溶解して得られるVIII族金属イオン含有アルコール溶液とを混合することにより得られる薄膜形成用溶液を透光性基体上に塗布して乾燥させ、その後、焼成する工程を含むことを特徴とする。
The method for producing an element body for a gas sensor according to the present invention includes: a gas sensor thin film in which a group VIII metal fine particle is dispersed in a thin film substrate made of tungsten trioxide on a translucent substrate; A method of manufacturing an element body,
Thin film formation obtained by mixing tungsten alkoxide solution obtained by dissolving tungsten hexachloride in alcohol solvent and Group VIII metal ion-containing alcohol solution obtained by dissolving group VIII metal salt in alcohol solvent It is characterized by including the process of apply | coating the solution for light on a translucent base | substrate, drying, and baking after that.

本発明のガスセンサ用薄膜によれば、少なくともその一部が非晶質状態の三酸化タングステンよりなるマトリクス中にVIII族金属の微粒子が含有されて構成されているために、VIII族金属の微粒子の触媒作用によってマトリクスに対して例えば水素ガスなどの検知対象ガスが短時間で導入されることにより、このガスセンサ用薄膜の光透過率が極めて短い時間で変化するので、当該検知対象ガスに対する応答性が高く、しかも、接触される雰囲気ガスが検知対象ガスである場合と大気である場合とによってこのガスセンサ用薄膜の光透過率が可逆的に変化するので、繰り返し再現性が高いという特性が得られる。   According to the gas sensor thin film of the present invention, since the group VIII metal fine particles are contained in a matrix made of tungsten trioxide in an amorphous state at least partially, the group VIII metal fine particles By introducing a detection target gas such as hydrogen gas into the matrix in a short time by the catalytic action, the light transmittance of the gas sensor thin film changes in a very short time. In addition, since the light transmittance of the gas sensor thin film reversibly changes depending on whether the atmosphere gas to be contacted is the detection target gas or the atmosphere, a characteristic of high reproducibility can be obtained.

本発明のガスセンサ用素子体の製造方法によれば、少なくともその一部が非晶質状態の三酸化タングステンよりなるマトリクス中に特定の状態にVIII族金属の微粒子が含有された状態が実現されたガスセンサ用薄膜を得ることができ、従って、検知対象ガスに対する応答性が高く、繰り返し再現性が高いという特性が達成されたガスセンサ用薄膜を具えるガスセンサ用素子体を得ることができる。   According to the method for manufacturing an element body for a gas sensor of the present invention, a state in which Group VIII metal fine particles are contained in a specific state in a matrix made of tungsten trioxide in an amorphous state at least partially is realized. A thin film for a gas sensor can be obtained, and accordingly, an element body for a gas sensor including a thin film for a gas sensor that achieves the characteristics of high responsiveness to a detection target gas and high repeatability can be obtained.

上記の製造方法によって得られたガスセンサ用素子体は、上記のガスセンサ用薄膜を具えているために、検知対象ガスに対する応答性が高いという特性、および、接触される雰囲気ガスが検知対象ガスである場合と大気である場合とによってこのガスセンサ用薄膜の光透過率が可逆的に変化する、繰り返し再現性が高いという特性を有するので、特に光学式ガスセンサを構成するガスセンサ素子として有用である。   Since the gas sensor element body obtained by the manufacturing method described above includes the gas sensor thin film, the gas sensor element body has high responsiveness to the detection target gas, and the contacted atmospheric gas is the detection target gas. Since the light transmittance of the gas sensor thin film reversibly changes depending on the case and the case of the atmosphere, and has high repetitive reproducibility, it is particularly useful as a gas sensor element constituting an optical gas sensor.

以下、本発明について具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described.

<ガスセンサ用薄膜>
図1は本発明のガスセンサ用薄膜の構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
このガスセンサ用薄膜10は、三酸化タングステンよりなる薄膜状の基材(以下、「マトリクス」ともいう)12中に、VIII族金属の微粒子(以下、「触媒金属微粒子」ともいう。)Pが分散されたものである。
<Thin film for gas sensor>
FIG. 1 is an explanatory sectional view schematically showing an example of the configuration of a thin film for a gas sensor of the present invention.
In the gas sensor thin film 10, group VIII metal fine particles (hereinafter also referred to as “catalyst metal fine particles”) P are dispersed in a thin film substrate (hereinafter also referred to as “matrix”) 12 made of tungsten trioxide. It has been done.

このようなガスセンサ用薄膜10は、大気が接触されている通常状態において、例えば水素ガスなどの還元性ガスが接触することによりマトリクス12が呈色されて当該ガスセンサ用薄膜10が特定の低い光透過率を示す呈色状態とされ、一方、この呈色状態において大気が接触することによりマトリクス12が消色されて通常状態に復帰する、いわゆるエレクトロクロミック特性を有する。
ここに、「エレクトロクロミック特性」とは、電気化学的な酸化還元反応によって光学特性が可逆的に変化する現象をいう。
In such a gas sensor thin film 10, the matrix 12 is colored by contact with a reducing gas such as hydrogen gas in a normal state where the atmosphere is in contact with the gas sensor thin film 10. On the other hand, it has a so-called electrochromic property in which the matrix 12 is decolored and returned to the normal state when the atmosphere comes into contact with the colored state.
Here, “electrochromic characteristics” refers to a phenomenon in which optical characteristics reversibly change due to an electrochemical redox reaction.

ガスセンサ用薄膜10に対して接触されることによって当該ガスセンサ用薄膜10を呈色状態とさせることができる還元性ガスは、触媒金属微粒子Pによる触媒作用を受けてプロトン(H+ )を生成するものであって、このような還元性ガスとしては、水素ガス(H2)の他、アンモニアガス(NH3 )、シランガス(SiH4 )、硫化水素ガス(H2 S)および塩素ガス(Cl2)などが挙げられる。後述する光学式ガスセンサにおいては、これらの還元性ガスが検知対象ガスとされる。
以下においては、還元性ガスとして水素ガスを例に挙げて説明する。
The reducing gas that can bring the gas sensor thin film 10 into a colored state by being brought into contact with the gas sensor thin film 10 is catalyzed by the catalytic metal fine particles P to generate protons (H + ). Such a reducing gas includes hydrogen gas (H 2 ), ammonia gas (NH 3 ), silane gas (SiH 4 ), hydrogen sulfide gas (H 2 S), and chlorine gas (Cl 2 ). Etc. In the optical gas sensor described later, these reducing gases are used as detection target gases.
In the following, hydrogen gas will be described as an example of the reducing gas.

このガスセンサ用薄膜10においては、その表面に水素ガスが接触されると、触媒金属微粒子Pにより当該水素ガスを構成する水素原子からプロトン(H+ )および電子(e- )が生成され、このプロトン(H+)および電子(e- )が触媒金属微粒子Pによるいわゆるスピルオーバー効果によってマトリクス12中に供給され、当該マトリクス12を構成する三酸化タングステンが、通常状態における6価の状態から、プロトン(H+)が挿入された、いわゆるタングステンブロンズ構造と呼ばれる5価の状態に変化する。
この6価の状態と5価の状態との間を遷移する電子による原子価間移動吸収によって、ガスセンサ用薄膜10が、波長域600〜800nmの可視光が吸収される特定の低い光透過率を有する呈色状態に変化する。このとき、通常状態においては無色透明であったマトリクス12は青色(タングステンブロンズ)を呈する状態となる。
一方、水素ガスの導入が停止されて例えば当該ガスセンサ用薄膜10が大気に曝されると、マトリクス12においてタングステンブロンズ構造の三酸化タングステンからプロトン(H+ )が脱離されることによって、ガスセンサ用薄膜10が呈色状態から通常状態に復帰する。このとき、マトリクス12は、青色から無色透明な状態に回復する。
In the gas sensor thin film 10, when hydrogen gas is brought into contact with the surface thereof, protons (H + ) and electrons (e ) are generated from the hydrogen atoms constituting the hydrogen gas by the catalytic metal fine particles P, and the protons. (H + ) and electrons (e ) are supplied into the matrix 12 by a so-called spillover effect by the catalytic metal fine particles P, and the tungsten trioxide constituting the matrix 12 is changed from a hexavalent state in a normal state to a proton (H It changes to a pentavalent state called a so-called tungsten bronze structure in which + ) is inserted.
The gas sensor thin film 10 has a specific low light transmittance that absorbs visible light in a wavelength region of 600 to 800 nm due to absorption transfer between valences by electrons that transition between the hexavalent state and the pentavalent state. It changes to the colored state it has. At this time, the matrix 12 which was colorless and transparent in the normal state is in a state of exhibiting blue (tungsten bronze).
On the other hand, when the introduction of hydrogen gas is stopped and, for example, the gas sensor thin film 10 is exposed to the atmosphere, protons (H + ) are desorbed from tungsten trioxide having a tungsten bronze structure in the matrix 12. 10 returns from the colored state to the normal state. At this time, the matrix 12 recovers from blue to a colorless and transparent state.

本発明のガスセンサ用薄膜10においては、マトリクス12を構成する三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態とされている。
このような非晶質状態の三酸化タングステン(以下、「非晶質三酸化タングステン」ともいう。)は、触媒金属微粒子Pを安定に保持することができ、マトリクス12において当該触媒金属微粒子Pにおいて十分な触媒活性を発揮させることに寄与していると推察される。
In the gas sensor thin film 10 of the present invention, at least a part of tungsten trioxide constituting the matrix 12 is in an amorphous state.
Such amorphous tungsten trioxide (hereinafter also referred to as “amorphous tungsten trioxide”) can stably hold the catalytic metal fine particles P, and the matrix 12 has the catalyst metal fine particles P It is assumed that it contributes to exhibiting sufficient catalytic activity.

マトリクス12を構成する三酸化タングステン全体に対する非晶質三酸化タングステンの割合は、30〜100体積%であることが好ましく、さらに好ましくは30〜99体積%、特に好ましくは80〜99体積%である。
マトリクス12を構成する非晶質三酸化タングステンの割合が過小であると、マトリクス12を構成する三酸化タングステン全体が結晶化度の高いものとなることによって三酸化タングステンの構造が全体として非常にタイトなものとなってしまい、水素ガスの流通性が低減されるためにマトリクス12を構成する三酸化タングステンと水素ガスとの接触確率が低減されること、および、触媒金属微粒子Pが安定に保持されないことによって十分な触媒活性が得られずに水素ガスによるプロトンの吸着または脱離を短い時間で行うことができないことにより、得られるガスセンサ用薄膜10が、水素ガスに対する応答時間の長い、すなわち応答性が低いものとなってしまうおそれがある。
The ratio of amorphous tungsten trioxide to the entire tungsten trioxide constituting the matrix 12 is preferably 30 to 100% by volume, more preferably 30 to 99% by volume, and particularly preferably 80 to 99% by volume. .
If the ratio of amorphous tungsten trioxide constituting the matrix 12 is too small, the entire tungsten trioxide constituting the matrix 12 has a high crystallinity, so that the structure of tungsten trioxide is very tight as a whole. As a result, the flow rate of the hydrogen gas is reduced, so that the contact probability between the tungsten trioxide constituting the matrix 12 and the hydrogen gas is reduced, and the catalyst metal fine particles P are not stably maintained. As a result, sufficient catalytic activity cannot be obtained, and adsorption or desorption of protons by hydrogen gas cannot be performed in a short time, so that the obtained gas sensor thin film 10 has a long response time to hydrogen gas, that is, responsiveness. May be low.

また、マトリクス12を構成する三酸化タングステンは、多孔質状態であることが好ましい。
マトリクス12を構成する三酸化タングステンが多孔質状態であることによって、当該多孔質状態の三酸化タングステンよりなるマトリクス12による固相および触媒金属微粒子Pによる固相、並びに水素ガスによる気相の三相が、それぞれ大きな表面積で接触される状態となり、水素ガスの三酸化タングステンに対する吸着または脱離が十分に促進されるので、極めて短い時間でガスセンサ用薄膜10を呈色状態または通常状態に変化させることができると推察される。
Moreover, it is preferable that the tungsten trioxide which comprises the matrix 12 is a porous state.
Since the tungsten trioxide constituting the matrix 12 is in a porous state, the solid phase by the matrix 12 made of tungsten trioxide in the porous state, the solid phase by the catalytic metal fine particles P, and the gas phase by hydrogen gas. Are brought into contact with each other with a large surface area, and the adsorption or desorption of hydrogen gas to tungsten trioxide is sufficiently promoted, so that the gas sensor thin film 10 can be changed to the colored state or the normal state in a very short time. It is inferred that

このような多孔質状態は、例えば後述する製造方法においてアルコール系溶剤が揮発する際に、当該アルコール系溶剤によるアルコール分子が脱離した部分に空孔が形成されることにより、得られるものである。
多孔質状態の三酸化タングステンを構成する空孔の大きさは、例えば直径1.0μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは直径0.5μm以下である。
Such a porous state is obtained, for example, when pores are formed in a portion where alcohol molecules are desorbed by the alcohol solvent when the alcohol solvent is volatilized in the production method described later. .
The size of the pores constituting the tungsten trioxide in the porous state is, for example, preferably 1.0 μm or less in diameter, and more preferably 0.5 μm or less in diameter.

本発明のガスセンサ用薄膜10の触媒金属微粒子Pを構成するVIII族金属とは、周期律表におけるVIII族に属する、いわゆる白金族金属である。
このようなVIII族金属としては、例えば白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)などを挙げることができ、これらは、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
ガスセンサ用薄膜10の触媒金属微粒子Pを構成するVIII族金属としては、特に、白金を用いることが好ましい。
The Group VIII metal constituting the catalytic metal fine particles P of the thin film 10 for gas sensor of the present invention is a so-called platinum group metal belonging to Group VIII in the periodic table.
Examples of such a group VIII metal include platinum (Pt), palladium (Pd), nickel (Ni), ruthenium (Ru), iridium (Ir), etc., and these may be one or more kinds. Can be used in combination.
In particular, it is preferable to use platinum as the Group VIII metal constituting the catalytic metal fine particles P of the thin film for gas sensor 10.

この触媒金属微粒子Pは、その粒径が1〜50nmであることが好ましく、さらに好ましくは5〜30nmである。
触媒金属微粒子Pの粒径が過小であると、十分な触媒作用が得られず、得られるガスセンサ用薄膜において十分に大きな光透過率の変化、すなわち高い感度を得ることができない。一方、触媒金属微粒子Pの粒径が過大であると、触媒金属微粒子について十分な表面積が得られずに、触媒活性が低減されたものとなり、その結果、十分に大きな光透過率の変化が得られない。
The catalyst metal fine particles P preferably have a particle size of 1 to 50 nm, more preferably 5 to 30 nm.
If the particle diameter of the catalytic metal fine particles P is too small, sufficient catalytic action cannot be obtained, and a sufficiently large change in light transmittance, that is, high sensitivity cannot be obtained in the obtained gas sensor thin film. On the other hand, if the particle size of the catalyst metal fine particles P is excessive, a sufficient surface area cannot be obtained for the catalyst metal fine particles and the catalytic activity is reduced. As a result, a sufficiently large change in light transmittance is obtained. I can't.

ガスセンサ用薄膜10における触媒金属微粒子Pの含有割合は、例えばガスセンサ用薄膜10のマトリクス12におけるタングステン原子(W)と、触媒金属微粒子Pにおける触媒金属原子(M)の原子比(W:M)が、13:0.5〜13:5であることが好ましく、さらに好ましくは13:1.0〜13:2.0である。
ガスセンサ用薄膜10における触媒金属原子(M)のタングステン原子(W)との比率(M/W)が過小であると、得られるガスセンサ用薄膜において十分に大きな光透過率の変化を得ることができない。一方、ガスセンサ用薄膜10における触媒金属原子(M)のタングステン原子(W)との比率(M/W)が過大であると、後述する熱焼成処理工程において析出した触媒金属微粒子同士の過度の凝集が発生して得られるガスセンサ用薄膜における触媒金属微粒子の粒径が大きいものとなり、触媒作用に寄与する水素ガスと接触可能な触媒金属微粒子の割合が低減されることによって全体の触媒活性が低減されたものとなるため、十分に大きな光透過率の変化が得られない。
The content ratio of the catalyst metal fine particles P in the gas sensor thin film 10 is, for example, an atomic ratio (W: M) of tungsten atoms (W) in the matrix 12 of the gas sensor thin film 10 to catalyst metal atoms (M) in the catalyst metal fine particles P. 13: 0.5 to 13: 5, and more preferably 13: 1.0 to 13: 2.0.
If the ratio (M / W) of catalyst metal atoms (M) to tungsten atoms (W) in the gas sensor thin film 10 is too small, a sufficiently large change in light transmittance cannot be obtained in the obtained gas sensor thin film. . On the other hand, if the ratio (M / W) of the catalyst metal atoms (M) to the tungsten atoms (W) in the gas sensor thin film 10 is excessive, excessive aggregation of the catalyst metal fine particles precipitated in the thermal firing treatment step described later. In the gas sensor thin film obtained by the generation of the catalyst, the catalyst metal fine particles have a large particle size, and the overall catalytic activity is reduced by reducing the proportion of the catalyst metal fine particles that can contact the hydrogen gas that contributes to the catalytic action. Therefore, a sufficiently large change in light transmittance cannot be obtained.

ガスセンサ用薄膜10においては、すべての触媒金属微粒子Pのうち90体積%以上がマトリクス12の内部に埋没された状態であることが好ましく、100体積%すべての触媒金属微粒子Pがマトリクス12の内部に埋没されるよう構成されていることが、特に好ましい。
この理由は、明確ではないが、マトリクス12の内部に埋没され状態の触媒金属微粒子Pの保持安定性は高いものであって、ガスセンサ用薄膜10の表面に露出された触媒金属微粒子Pに比して当該ガスセンサ用薄膜10から脱落するおそれが小さく、このため、所期の割合以上の保持安定性の高い触媒金属微粒子Pによって得られるガスセンサ用薄膜10において全体として十分な触媒作用が発揮され、従って、高い応答性を達成させることができるためである。
In the gas sensor thin film 10, 90% by volume or more of all the catalytic metal fine particles P are preferably embedded in the matrix 12, and 100% by volume of all the catalytic metal fine particles P are in the matrix 12. It is particularly preferred that it is configured to be buried.
The reason for this is not clear, but the retention stability of the catalyst metal fine particles P buried in the matrix 12 is high, and compared to the catalyst metal fine particles P exposed on the surface of the gas sensor thin film 10. Therefore, the gas sensor thin film 10 obtained by the catalytic metal fine particles P having a high retention stability that is equal to or higher than a desired ratio exhibits a sufficient catalytic action as a whole. This is because high responsiveness can be achieved.

このようなガスセンサ用薄膜10の膜厚は、当該ガスセンサ用薄膜10に含有される触媒金属微粒子Pを構成するVIII族金属の種類や含有割合によって異なるが、例えばVIII族金属が白金であって、ガスセンサ用薄膜10におけるタングステン原子(W)と白金原子(Pt)との比(W:Pt)が13:1.5である場合には、例えば70〜1000nmであることが好ましく、さらに好ましくは70〜500nm、特に好ましくは150nmである。   The film thickness of such a gas sensor thin film 10 varies depending on the type and content ratio of the group VIII metal constituting the catalytic metal fine particles P contained in the gas sensor thin film 10, for example, the group VIII metal is platinum, When the ratio (W: Pt) of tungsten atoms (W) to platinum atoms (Pt) in the gas sensor thin film 10 is 13: 1.5, it is preferably, for example, 70 to 1000 nm, more preferably 70. ˜500 nm, particularly preferably 150 nm.

ガスセンサ用薄膜10の膜厚が過小であると、十分に大きな光透過率の変化を得ることができないおそれがある。一方、ガスセンサ用薄膜10の膜厚が過大であると、後述する製造方法の熱焼成処理工程において十分にアルコール系溶剤が除去されずにアルコール系溶剤が残留したものであるおそれがあり、所期のエレクトロクロミック特性を得ることができないものとなることがある。   If the thickness of the gas sensor thin film 10 is too small, a sufficiently large change in light transmittance may not be obtained. On the other hand, if the film thickness of the gas sensor thin film 10 is excessive, there is a possibility that the alcoholic solvent remains without being sufficiently removed in the thermal baking treatment step of the manufacturing method described later. The electrochromic characteristics may not be obtained.

<ガスセンサ用素子体>
図2は、図1のガスセンサ用薄膜がその一面上に形成されたガスセンサ用素子体の構成の一例を示す説明用図である。
本発明のガスセンサ用素子体20は、透光性基体22の表面上に上記のガスセンサ用薄膜10が形成されてなるものである。
<Element body for gas sensor>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a gas sensor element body on which the gas sensor thin film of FIG. 1 is formed.
The gas sensor element body 20 of the present invention is formed by forming the gas sensor thin film 10 on the surface of a translucent substrate 22.

ガスセンサ用素子体20を構成する透光性基体22は、非晶質状態のものとされている。
透光性基体22が非晶質状態であることによって、後述する製造方法の熱焼成処理工程において、組織上の理由にマトリクスの結晶化が促進されることが抑止されることによってガスセンサ用薄膜10のマトリクス12を構成する非晶質三酸化タングステンの生成が阻害されずに、得られるガスセンサ用素子体20におけるマトリクス12が、所期の割合の非晶質三酸化タングステンを含有するものとなる。
The translucent substrate 22 constituting the gas sensor element body 20 is in an amorphous state.
Since the translucent substrate 22 is in an amorphous state, the crystallization of the matrix is prevented from being promoted for structural reasons in the thermal baking process of the manufacturing method to be described later. The formation of the amorphous tungsten trioxide constituting the matrix 12 is not hindered, and the matrix 12 in the obtained gas sensor element body 20 contains the desired proportion of amorphous tungsten trioxide.

このような非晶質状態の透光性基体22としては、例えば無アルカリガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、透光性の合成樹脂などよりなるものを用いることができる。   As such a translucent substrate 22 in an amorphous state, for example, a substrate made of alkali-free glass, quartz glass, borosilicate glass, soda lime glass, translucent synthetic resin, or the like can be used.

透光性基体22の形状は、目的とする光学式ガスセンサの形状によって適宜のものとすることができ、例えば薄板型の光学式ガスセンサを目的とする場合には薄板状のものとすることができ、光ファイバ型ガスセンサを目的とする場合には、透光性基体22を光ファイバのコアを構成する円柱状のものとし、この外周面にガスセンサ用薄膜10を光ファイバのクラッドとして形成させた構成とすることができる。   The shape of the translucent substrate 22 can be appropriately determined depending on the shape of the target optical gas sensor. For example, when the target is a thin plate type optical gas sensor, it can be a thin plate. In the case of an optical fiber type gas sensor, the translucent substrate 22 is a cylindrical one constituting the core of the optical fiber, and the gas sensor thin film 10 is formed as a clad of the optical fiber on the outer peripheral surface. It can be.

<ガスセンサ用素子体の製造方法>
本発明において、上記のガスセンサ用素子体20は、以下の工程を経ることによって得られる。
<Method for producing element body for gas sensor>
In the present invention, the gas sensor element body 20 is obtained through the following steps.

(1)タングステン・アルコキシド溶液の調製工程
先ず、下記反応式(1)に示されるように、ハロゲン化タングステン化合物をアルコール系溶剤に溶解させることにより、いわゆるゾル・ゲル溶液と呼ばれるタングステン・アルコキシド溶液を調製する。ただし、反応式(1)中、Rはアルキル基、Xはハロゲン原子、nは1以上の整数を示す。
反応式(1):WXn +nROH→W(OR)n +nHX
(1) Preparation process of tungsten alkoxide solution First, as shown in the following reaction formula (1), a tungsten alkoxide solution called a sol-gel solution is prepared by dissolving a tungsten halide compound in an alcohol solvent. Prepare. However, in Reaction Formula (1), R represents an alkyl group, X represents a halogen atom, and n represents an integer of 1 or more.
Reaction formula (1): WX n + nROH → W (OR) n + nHX

このタングステン・アルコキシド溶液におけるタングステン濃度は、例えばタングステン・アルコキシド溶液におけるタングステン原子の濃度が1×10-4モル/L〜1×10-1モル/Lとされることが好ましい。 The tungsten concentration in the tungsten alkoxide solution is preferably such that the concentration of tungsten atoms in the tungsten alkoxide solution is 1 × 10 −4 mol / L to 1 × 10 −1 mol / L, for example.

アルコール系溶剤としては、例えばエタノール、メタノール、プロパノールなどの1価のアルコール化合物や多価アルコールなどの種々の化合物を用いることができる。また、これらの1種または2種以上を混合して用いてもよい。   As the alcohol solvent, for example, monovalent alcohol compounds such as ethanol, methanol, and propanol, and various compounds such as polyhydric alcohols can be used. Moreover, you may use these 1 type or in mixture of 2 or more types.

タングステンをアルコール系溶剤に溶解させてタングステン・アルコキシド溶液を調製することによって、当該溶液においてはタングステンのアルコキシドが形成され、これにより、明確ではないが、得られるガスセンサ用薄膜10においてその表面に露出された状態の触媒金属微粒子Pよりも、その内部に埋没された状態の触媒金属微粒子Pの体積が大きくされた状態を実現することができる。   By preparing tungsten alkoxide solution by dissolving tungsten in an alcohol-based solvent, tungsten alkoxide is formed in the solution, and this is not clear, but is exposed on the surface of the obtained gas sensor thin film 10. It is possible to realize a state in which the volume of the catalyst metal fine particles P embedded in the interior thereof is larger than that of the catalyst metal fine particles P in the fresh state.

(2)VIII族金属イオン含有アルコール溶液の調製工程
一方、触媒金属微粒子Pを構成するVIII族金属を供するVIII族金属原料化合物(VIII族金属塩)をアルコール系溶剤に添加することにより、触媒金属微粒子Pを形成すべき金属イオンが高い均一性で当該アルコール系溶剤に溶解されたVIII族金属イオン含有アルコール溶液を調製する。
触媒金属微粒子Pを構成するVIII族金属が例えば白金である場合には、VIII族金属原料化合物として、例えばヘキサクロロ白金(IV)酸(H2 PtCl6・6H2 O)、四塩化白金酸(HPtCl4 )、六塩化白金酸(HPtCl6 )などの塩化白金酸を用いることができる。
また、アルコール系溶剤を構成するアルコール化合物としては、上記のタングステン・アルコキシド溶液を構成するアルコール化合物と同様のものを挙げることができる。
ここに、タングステン・アルコキシド溶液を調製するためのアルコール化合物と、VIII族金属イオン含有アルコール溶液を調製するためのアルコール化合物とは、同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
(2) Preparation of Group VIII Metal Ion-Containing Alcohol Solution On the other hand, by adding a Group VIII metal raw material compound (Group VIII metal salt) providing Group VIII metal constituting the catalyst metal fine particles P to the alcohol solvent, catalyst metal A group VIII metal ion-containing alcohol solution in which metal ions to form the fine particles P are dissolved in the alcohol solvent with high uniformity is prepared.
When the group VIII metal constituting the catalyst metal fine particles P is, for example, platinum, examples of the group VIII metal raw material compound include hexachloroplatinic (IV) acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O), tetrachloroplatinic acid (HPtCl). 4 ), chloroplatinic acid such as hexachloroplatinic acid (HPtCl 6 ) can be used.
Moreover, as an alcohol compound which comprises an alcohol-type solvent, the thing similar to the alcohol compound which comprises said tungsten alkoxide solution can be mentioned.
Here, the alcohol compound for preparing the tungsten alkoxide solution and the alcohol compound for preparing the Group VIII metal ion-containing alcohol solution may be the same or different, but they must be the same. preferable.

このVIII族金属イオン含有アルコール溶液におけるVIII族金属原料化合物の濃度は、例えば1×10-5モル/L〜1×10-2モル/Lであることが好ましく、さらに好ましくは9×10-4モル/Lである。 The concentration of the Group VIII metal raw material compound in the Group VIII metal ion-containing alcohol solution is preferably, for example, 1 × 10 −5 mol / L to 1 × 10 −2 mol / L, and more preferably 9 × 10 −4. Mol / L.

(3)薄膜形成用溶液の調製工程
さらに、上記(1)タングステン・アルコキシド溶液の調製工程で得られたタングステン・アルコキシド溶液と、上記(2)VIII族金属イオン含有アルコール溶液の調製工程で得られたVIII族金属イオン含有アルコール溶液とを混合し、撹拌することにより、薄膜形成用溶液を調製する。これらタングステン・アルコキシド溶液とVIII族金属イオン含有アルコール溶液との混合撹拌時間は、例えば5〜30分間とされる。
(3) Step of preparing thin film forming solution Furthermore, the step of preparing the tungsten alkoxide solution obtained in the step of preparing the (1) tungsten alkoxide solution and the step of preparing the (2) group VIII metal ion-containing alcohol solution. The solution for forming a thin film is prepared by mixing and stirring the Group VIII metal ion-containing alcohol solution. The mixing and stirring time of the tungsten alkoxide solution and the group VIII metal ion-containing alcohol solution is, for example, 5 to 30 minutes.

(4)塗布・乾燥工程
上記(3)において得られた薄膜形成用溶液を、透光性基体22の表面上に塗布する。塗布方法としては、例えばスピンコート法、ディップコート法などを用いることができる。
次いで、50〜100℃で例えば1〜10分間、乾燥させる。
(4) Application / Drying Step The thin film-forming solution obtained in (3) above is applied onto the surface of the translucent substrate 22. As a coating method, for example, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used.
Subsequently, it is dried at 50 to 100 ° C. for 1 to 10 minutes, for example.

(5)熱焼成処理工程
そして、一面上に薄膜形成用溶液が塗布されて乾燥されたガスセンサ用素子体前駆体に対して、好ましくは320〜430℃、さらに好ましくは320〜400℃の焼成温度において熱焼成処理を行う。この熱焼成処理により、触媒金属微粒子Pがマトリクス12中に分散析出する。
焼成温度が320℃未満であると、得られるガスセンサ用素子体が、ガスセンサ用薄膜と透光性基体との十分な密着性が得られず、さらに、アルコール系溶剤が確実に除去されずに残留し、水素ガスに対する十分な感度を得ることができないものとなるおそれがある。一方、熱処理温度が430℃を超えると、得られるガスセンサ用素子体のマトリクス12を構成する三酸化タングステンが全体として結晶化度の高いものとなり、水素ガスに対する十分に高い応答性が得られないおそれがある。
(5) Thermal calcination treatment step And, with respect to the element precursor for a gas sensor coated with a thin film forming solution on one surface and dried, the calcination temperature is preferably 320 to 430 ° C, more preferably 320 to 400 ° C. A thermal firing process is performed in The catalytic metal fine particles P are dispersed and precipitated in the matrix 12 by this thermal firing treatment.
When the firing temperature is less than 320 ° C., the gas sensor element body obtained does not have sufficient adhesion between the gas sensor thin film and the translucent substrate, and the alcoholic solvent remains without being reliably removed. However, there is a risk that sufficient sensitivity to hydrogen gas cannot be obtained. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 430 ° C., tungsten trioxide constituting the matrix 12 of the obtained gas sensor element body has a high crystallinity as a whole, and a sufficiently high response to hydrogen gas may not be obtained. There is.

(6)水素雰囲気下における後熱処理工程
熱焼成処理工程の後に、さらに水素雰囲気下において熱処理を行うことが好ましい。この後熱処理工程を行うことによって、得られるガスセンサ用薄膜10を、水素ガスに対する応答性および光透過率の変化による感度、並びに繰り返し再現性がさらに向上されたものとすることができる。
この理由としては、明確ではないが、タングステンブロンズ構造が形成され易くなるために、触媒金属微粒子Pの触媒活性が大きくされるものと推察される。
(6) Post-heat treatment step in a hydrogen atmosphere It is preferable to perform a heat treatment in a hydrogen atmosphere after the thermal firing treatment step. By performing a heat treatment step thereafter, the gas sensor thin film 10 obtained can be further improved in response to hydrogen gas, sensitivity due to changes in light transmittance, and repeatability.
The reason for this is not clear, but it is presumed that the catalytic activity of the catalytic metal fine particles P is increased because the tungsten bronze structure is easily formed.

<光学式ガスセンサ>
本発明のガスセンサ用素子体20は、例えば光学式ガスセンサにおけるガスセンサ素子として用いることができる。
この光学式ガスセンサには、例えば光透過率検知器(図示せず)が設けられており、この光透過率検知器により通常状態のガスセンサ用薄膜10の光透過率からの光透過率の変化を検出し、この光透過率の変化に基づいて検知対象空間の水素ガスのガス濃度が変化したことを検知することができる。
また、この光学式ガスセンサは、例えば大気に曝されることによって通常状態に復帰されて再び水素ガス検知が可能な状態となる。
この光学式ガスセンサは、例えば、濃度100体積%の水素ガスを導入した場合に、1.0秒以内に測定波長633nmにおける光透過率が通常状態の50%以下となると共に、水素ガスが導入された呈色状態において大気を導入した場合に、短時間で測定波長633nmにおける光透過率が通常状態の50%まで復帰する性能を有することが好ましい。このような性能を有することにより、実用上、例えば検知対象空間における水素ガスの濃度が4体積%以上となったことを短時間で検出することができる。
<Optical gas sensor>
The gas sensor element body 20 of the present invention can be used, for example, as a gas sensor element in an optical gas sensor.
This optical gas sensor is provided with, for example, a light transmittance detector (not shown), and the light transmittance detector changes the light transmittance from the light transmittance of the gas sensor thin film 10 in a normal state. It is possible to detect that the gas concentration of the hydrogen gas in the detection target space has changed based on the change in the light transmittance.
Further, the optical gas sensor is returned to a normal state by being exposed to the atmosphere, for example, and becomes a state where hydrogen gas can be detected again.
In this optical gas sensor, for example, when hydrogen gas having a concentration of 100% by volume is introduced, the light transmittance at a measurement wavelength of 633 nm becomes 50% or less of the normal state within 1.0 second, and hydrogen gas is introduced. When the atmosphere is introduced in the colored state, it is preferable that the light transmittance at the measurement wavelength of 633 nm returns to 50% of the normal state in a short time. By having such a performance, it is possible to detect in a short time that, for example, the concentration of hydrogen gas in the detection target space is 4% by volume or more.

以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の実施の形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。   Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above examples, and various modifications can be made.

例えば、ガスセンサ用素子体を、図3に示されるように、透光性基体22Aとして結晶性材料よりなるものを用い、この結晶性材料よりなる透光性基体22A上に非晶質材料よりなる非晶質中間層24を設けて構成してもよい。
これにより、上述の透光性基体が非晶質材料よりなるものである場合と同様に、熱焼成処理工程においてガスセンサ用薄膜10のマトリクス12を構成する非晶質三酸化タングステンの生成が阻害されずに、得られるガスセンサ用素子体20Aにおけるマトリクス12が、所期の割合で非晶質三酸化タングステンを含有するものとなる。
For example, as shown in FIG. 3, the gas sensor element body is made of a crystalline material as the translucent base 22A, and is made of an amorphous material on the translucent base 22A made of the crystalline material. An amorphous intermediate layer 24 may be provided.
As a result, as in the case where the above-described translucent substrate is made of an amorphous material, the generation of amorphous tungsten trioxide constituting the matrix 12 of the gas sensor thin film 10 is inhibited in the thermal firing process. Instead, the matrix 12 in the obtained gas sensor element body 20A contains amorphous tungsten trioxide at a desired ratio.

非晶質中間層24を構成する非晶質材料としては、例えば無アルカリガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、透光性の合成樹脂などを挙げることができる。   Examples of the amorphous material constituting the amorphous intermediate layer 24 include non-alkali glass, quartz glass, borosilicate glass, soda lime glass, and translucent synthetic resin.

以上のようなガスセンサ用薄膜10によれば、少なくともその一部が非晶質状態三酸化タングステンよりなるマトリクス12中に触媒金属微粒子Pが含有されて構成されているために、この触媒金属微粒子Pの触媒作用によってマトリクス12に対して例えば水素ガスなどの検知対象ガスが短時間で導入されることにより、このガスセンサ用薄膜10の光透過率が極めて短い時間で変化するので、当該検知対象ガスに対する応答性が高く、しかも、接触される雰囲気ガスが検知対象ガスである場合と大気である場合とによってこのガスセンサ用薄膜10の光透過率が可逆的に変化するので、繰り返し再現性が高いという特性が得られる。   According to the gas sensor thin film 10 as described above, since the catalytic metal fine particles P are contained in the matrix 12 made of amorphous tungsten trioxide at least partially, the catalytic metal fine particles P are included. Since the detection target gas such as hydrogen gas is introduced into the matrix 12 in a short time by the catalytic action of the above, the light transmittance of the gas sensor thin film 10 changes in a very short time. Since the light transmittance of the gas sensor thin film 10 reversibly changes depending on whether the atmospheric gas being contacted is the detection target gas or the atmosphere, the responsiveness is high, and the reproducibility is high. Is obtained.

また、以上のガスセンサ用素子体の製造方法によれば、少なくともその一部が非晶質状態三酸化タングステンよりなるマトリクス12中に触媒金属微粒子Pが含有された状態が実現されたガスセンサ用薄膜10を得ることができ、従って、検知対象ガスに対する応答性が高く、繰り返し再現性が高いという特性が達成されたガスセンサ用薄膜10を具えるガスセンサ用素子体20を得ることができる。   In addition, according to the above method for manufacturing a gas sensor element body, the gas sensor thin film 10 in which a state in which the catalytic metal fine particles P are contained in the matrix 12 made of at least a part of the amorphous tungsten trioxide is realized. Therefore, it is possible to obtain the gas sensor element body 20 including the gas sensor thin film 10 that achieves the characteristics of high responsiveness to the detection target gas and high repeatability.

以上の製造方法によって得られたガスセンサ用素子体20は、ガスセンサ用薄膜10を具えているために、検知対象ガスに対する応答性が高いという特性、および、接触される雰囲気ガスが検知対象ガスである場合と大気である場合とによってこのガスセンサ用薄膜10の光透過率が可逆的に変化する、繰り返し再現性が高いという特性を有するので、特に光学式ガスセンサを構成するガスセンサ素子として有用である。   Since the gas sensor element body 20 obtained by the above manufacturing method includes the gas sensor thin film 10, the gas sensor element body 20 has a characteristic of high responsiveness to the detection target gas, and the contacted atmospheric gas is the detection target gas. Since the light transmittance of the gas sensor thin film 10 reversibly changes depending on the case and the case of the atmosphere, and has high repeatability, it is particularly useful as a gas sensor element constituting an optical gas sensor.

<実施例1>
六塩化タングステン(WCl6 )3gをアルゴン雰囲気中でエタノール(C25OH)42mlに溶解し、1時間撹拌することにより、タングステン・アルコキシド溶液[1]を調製した。一方、ヘキサクロロ白金酸(H2 PtCl6・6H2 O)1gを室温にてエタノール100mlにおいて溶解させて白金イオン含有アルコール溶液[1]を調製した。これらをタングステン原子:白金原子(W:Pt)がモル比で13:1.2となるよう混合し、10分間撹拌することによって、ガスセンサ用薄膜形成用溶液[1]を得、このガスセンサ用薄膜形成用溶液[1]を、面積50mm2、厚み1mmの無アルカリガラス基板上に、スピンコーティング法によって塗布して5分間100℃の乾燥を行う操作を5回行い、その後、大気中において熱焼成処理温度350℃で10分間、昇温速度100℃/h、降温速度100℃/hの条件で熱焼成処理を行うことによって、ガスセンサ用素子体試料[a]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[a]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ250nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[a]の結晶相の同定を行ったところ、マトリクスである三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることが確認された。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面状態の観察したところ、いずれの試料においてもマトリクスが多孔質状態であることが確認された。
<Example 1>
A tungsten alkoxide solution [1] was prepared by dissolving 3 g of tungsten hexachloride (WCl 6 ) in 42 ml of ethanol (C 2 H 5 OH) in an argon atmosphere and stirring for 1 hour. On the other hand, 1 g of hexachloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) was dissolved in 100 ml of ethanol at room temperature to prepare a platinum ion-containing alcohol solution [1]. These were mixed so that the molar ratio of tungsten atoms: platinum atoms (W: Pt) was 13: 1.2 and stirred for 10 minutes to obtain a thin film forming solution [1] for gas sensors. The forming solution [1] was applied to a non-alkali glass substrate having an area of 50 mm 2 and a thickness of 1 mm by spin coating and dried at 100 ° C. for 5 minutes, and then thermally baked in the atmosphere. The element body sample [a] for gas sensor was obtained by performing a heat baking process for 10 minutes at the process temperature of 350 degreeC on the conditions of the temperature increase rate of 100 degreeC / h, and the temperature decrease rate of 100 degreeC / h.
This gas sensor element body sample [a] was 250 nm when the film thickness was measured with a scanning electron microscope (SEM). Further, when the crystal phase of the gas sensor element sample [a] was identified by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that at least a part of the tungsten trioxide as a matrix was in an amorphous state. . Furthermore, when the surface state was observed using an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the matrix was in a porous state in any sample.

<実施例2>
熱焼成処理温度が400℃であることの他は実施例1と同様にしてガスセンサ用素子体試料[b]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[b]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ230nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[b]の結晶相の同定を行ったところ、マトリクスである三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることが確認された。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面状態の観察したところ、いずれの試料においてもマトリクスが多孔質状態であることが確認された。
<Example 2>
A gas sensor element sample [b] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermal firing temperature was 400 ° C.
When the film thickness of this gas sensor element sample [b] was measured with a scanning electron microscope (SEM), it was 230 nm. Further, when the crystal phase of the gas sensor element sample [b] was identified by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that at least a part of the tungsten trioxide as a matrix was in an amorphous state. . Furthermore, when the surface state was observed using an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the matrix was in a porous state in any sample.

以上のガスセンサ用素子体試料[a]、[b]を、濃度100体積%の水素ガス(以下、「100%H2 ガス」ともいう。)に対する応答性および回復性の評価を下記のように行った。 Evaluation of response and recovery of the gas sensor element samples [a] and [b] to hydrogen gas having a concentration of 100% by volume (hereinafter also referred to as “100% H 2 gas”) is as follows. went.

〔100%H2 ガスに対する応答性および回復性の評価〕
試料を室温において分光光度計内に設置したガラスセルに入れ、当該ガラスセル中の大気をアルゴンガスで置換した後、100%H2 ガスを導入し、経過時間に対する光透過率の変化を測定した。100%H2ガスの導入から400秒後に100%H2 ガスの導入を停止し、ガラスセル中に大気を導入した。光透過率を測定する測定波長は633nmとした。
結果を図4および図5に示す。ただし、100%H2 ガスの導入前のアルゴンガス雰囲気下において測定した光透過率を100%とした。
[Evaluation of responsiveness and recoverability to 100% H 2 gas]
The sample was placed in a glass cell installed in a spectrophotometer at room temperature, the atmosphere in the glass cell was replaced with argon gas, 100% H 2 gas was introduced, and the change in light transmittance with respect to elapsed time was measured. . From the introduction of 100% H 2 gas after 400 seconds to stop the introduction of 100% H 2 gas was introduced air into the glass cell. The measurement wavelength for measuring the light transmittance was 633 nm.
The results are shown in FIG. 4 and FIG. However, the light transmittance measured in an argon gas atmosphere before the introduction of 100% H 2 gas was 100%.

以上の実施例1、2においては、図4および図5のグラフに示されるように、それぞれ光透過率が50%となるまでに要する応答時間がそれぞれ1.1秒および3.6秒であって、極めて短い時間で水素ガスを検知することができることが確認された。また、導入されるガスが100%H2 ガスから大気に切り替わると、光透過率が回復することが確認された。 In Examples 1 and 2 above, as shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, the response times required until the light transmittance reaches 50% were 1.1 seconds and 3.6 seconds, respectively. It was confirmed that hydrogen gas can be detected in an extremely short time. It was also confirmed that the light transmittance was recovered when the introduced gas was switched from 100% H 2 gas to the atmosphere.

<実施例3>
六塩化タングステン(WCl6 )3gを乾燥窒素雰囲気中でエタノール(C25OH)42mlに溶解し、1時間撹拌することにより、タングステン・アルコキシド溶液[2]を調製した。一方、ヘキサクロロ白金酸(H2 PtCl6・6H2 O)1gを室温にてエタノール100mlにおいて溶解させて白金イオン含有アルコール溶液[2]を調製し、これらをタングステン原子:白金原子(W:Pt)がモル比で13:1.5となるよう混合し10分間撹拌することによって、ガスセンサ用薄膜形成用溶液[2]を得、このガスセンサ用薄膜形成用溶液[2]を、3.0cm×3.0cmの大きさの無アルカリガラス基板上に、スピンコーティング法によって塗布しその後5分間100℃の乾燥を行う操作を5回行い、その後、大気中において熱焼成温度400℃で10分間、昇温速度100℃/h、降温速度100℃/hの条件で熱焼成処理を行うことによって、ガスセンサ用素子体試料[c]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[c]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ300nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[c]の結晶相の同定を行ったところ、マトリクスである三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることが確認された。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面状態の観察したところ、マトリクスが多孔質状態であることが確認された。
<Example 3>
A tungsten alkoxide solution [2] was prepared by dissolving 3 g of tungsten hexachloride (WCl 6 ) in 42 ml of ethanol (C 2 H 5 OH) in a dry nitrogen atmosphere and stirring for 1 hour. On the other hand, 1 g of hexachloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) is dissolved in 100 ml of ethanol at room temperature to prepare a platinum ion-containing alcohol solution [2], which is made of tungsten atom: platinum atom (W: Pt) Is mixed at a molar ratio of 13: 1.5 and stirred for 10 minutes to obtain a thin film forming solution for gas sensor [2]. This thin film forming solution for gas sensor [2] is 3.0 cm × 3 An operation of applying to a non-alkali glass substrate having a size of 0.0 cm by spin coating and then drying at 100 ° C. for 5 minutes is performed five times, and then the temperature is raised in the atmosphere at 400 ° C. for 10 minutes. Gas sensor element body sample [c] was obtained by performing a thermal firing process under conditions of a rate of 100 ° C./h and a temperature drop rate of 100 ° C./h.
When the film thickness of this gas sensor element body sample [c] was measured with a scanning electron microscope (SEM), it was 300 nm. Further, when the crystal phase of the gas sensor element sample [c] was identified by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that at least a part of the tungsten trioxide as a matrix was in an amorphous state. . Furthermore, when the surface state was observed using an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the matrix was in a porous state.

以上のガスセンサ用素子体試料[c]についての100%H2 ガスに対する応答性の評価を、当該ガスセンサ用素子体試料[c]を室温において分光光度計内に設置したガラスセルに入れ、当該ガラスセル中の大気をアルゴンガスで置換した後、100%H2ガスを導入し、経過時間に対する光透過率の変化を測定した。光透過率を測定する測定波長は633nmとした。
結果を図6に示す。ただし、100%H2 ガスの導入前のアルゴンガス雰囲気下において測定した光透過率を100%とした。
The gas sensor element sample [c] is evaluated for responsiveness to 100% H 2 gas, and the gas sensor element sample [c] is placed in a glass cell installed in a spectrophotometer at room temperature. After the atmosphere in the cell was replaced with argon gas, 100% H 2 gas was introduced, and the change in light transmittance with respect to elapsed time was measured. The measurement wavelength for measuring the light transmittance was 633 nm.
The results are shown in FIG. However, the light transmittance measured in an argon gas atmosphere before the introduction of 100% H 2 gas was 100%.

この実施例3においては、図6のグラフに示されるように、光透過率が50%となるまでに要する応答時間が0.8秒と非常に短時間であって、水素ガスを短時間で検知することができることが確認された。   In Example 3, as shown in the graph of FIG. 6, the response time required until the light transmittance reaches 50% is as very short as 0.8 seconds, and the hydrogen gas is reduced in a short time. It was confirmed that it could be detected.

<比較例1>
熱焼成処理の温度を500℃としたことの他は実施例3と同様にして比較用ガスセンサ用素子体試料[d]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[d]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ280nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[d]のX線回折スペクトルから、マトリクスである三酸化タングステンの結晶化が促進していることが確認された。
<Comparative Example 1>
A comparative gas sensor element sample [d] was obtained in the same manner as in Example 3 except that the temperature of the thermal firing treatment was 500 ° C.
This gas sensor element sample [d] was 280 nm in thickness measured with a scanning electron microscope (SEM). Further, from the X-ray diffraction spectrum of the gas sensor element sample [d] by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that crystallization of tungsten trioxide as a matrix was promoted.

以上の比較用ガスセンサ用素子体試料[d]について、実施例1と同様にして100%H2 ガスに対する応答性および回復性の評価を行った。
結果を図7に示す。ただし、100%H2 ガスの導入前のアルゴンガス雰囲気下において測定した光透過率を100%とした。
For the comparative gas sensor element sample [d], the responsiveness and recoverability to 100% H 2 gas were evaluated in the same manner as in Example 1.
The results are shown in FIG. However, the light transmittance measured in an argon gas atmosphere before the introduction of 100% H 2 gas was 100%.

以上の比較例1においては、図7のグラフに示されるように、光透過率が50%となるまでに要する応答時間は2.0秒と比較的短時間であったものの、光透過率の変化率が50%まで回復するまでに長時間を要してしまうことが確認された。   In the comparative example 1 described above, as shown in the graph of FIG. 7, the response time required for the light transmittance to reach 50% was 2.0 seconds, which was a relatively short time. It was confirmed that it took a long time for the rate of change to recover to 50%.

<実施例4>
実施例1と同様にしてガスセンサ用素子体試料[e]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[e]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ250nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[e]の結晶相の同定を行ったところ、マトリクスである三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることが確認された。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面状態の観察したところ、いずれの試料においてもマトリクスが多孔質状態であることが確認された。
<Example 4>
In the same manner as in Example 1, a gas sensor element body sample [e] was obtained.
When the film thickness of the gas sensor element sample [e] was measured with a scanning electron microscope (SEM), it was 250 nm. Further, when the crystal phase of the gas sensor element sample [e] was identified by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that at least a part of the tungsten trioxide as a matrix was in an amorphous state. . Furthermore, when the surface state was observed using an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the matrix was in a porous state in any sample.

以上のガスセンサ用素子体試料[e]を、水素ガス濃度が2〜20体積%である水素ガスと乾燥空気との混合ガス(以下、「H2 混合ガス」ともいう。)、および100%H2 ガスに対する応答性の評価を以下のように行った。すなわち、当該ガスセンサ用素子体試料[e]を室温において分光光度計内に設置したガラスセルに入れ、当該ガラスセル中の大気をアルゴンガスで置換した後、水素ガス濃度が2体積%,5体積%,20体積%であるH2混合ガスおよび100%H2 ガスのいずれかを検知対象ガスとして導入し、経過時間に対する光透過率の変化を測定した。検知対象ガスの導入から400秒後に検知対象ガスの導入を停止し、ガラスセル中に大気を導入した。光透過率を測定する測定波長は633nmとした。
結果を図8に示す。ただし、H2 混合ガスまたは100%H2 ガスの導入前のアルゴンガス雰囲気下において測定した光透過率を100%とした。なお、図8においては、100%H2ガスのものを(i),水素ガス濃度が20体積%であるものを(ii),水素ガス濃度が5体積%であるものを(iii),水素ガス濃度が2体積%であるものを(iv)で示す。
The gas sensor element body sample [e] is mixed with hydrogen gas having a hydrogen gas concentration of 2 to 20% by volume and dry air (hereinafter also referred to as “H 2 mixed gas”), and 100% H. The response to two gases was evaluated as follows. That is, the gas sensor element sample [e] is placed in a glass cell installed in a spectrophotometer at room temperature, and the atmosphere in the glass cell is replaced with argon gas, and then the hydrogen gas concentration is 2 vol%, 5 vol. Either 20% by volume or 20% by volume of H 2 mixed gas or 100% H 2 gas was introduced as a detection target gas, and the change in light transmittance with respect to elapsed time was measured. The introduction of the detection target gas was stopped 400 seconds after the introduction of the detection target gas, and the atmosphere was introduced into the glass cell. The measurement wavelength for measuring the light transmittance was 633 nm.
The results are shown in FIG. However, the light transmittance measured in an argon gas atmosphere before introduction of the H 2 mixed gas or 100% H 2 gas was 100%. In FIG. 8, 100% H 2 gas (i), hydrogen gas concentration of 20% by volume (ii), hydrogen gas concentration of 5% by volume (iii), hydrogen A gas concentration of 2% by volume is indicated by (iv).

以上の実施例4においては、図8のグラフに示されるように、導入される検知対象ガスについてその水素ガス濃度が高いほど、ガスに対する光透過率の変化率が高いことが確認され、これにより、例えば光透過率が50%となるまでに要する応答時間など、検知対象ガスの光透過率の変化率の値から、当該検知対象ガスにおける水素ガスの濃度の検知が可能であると考えられる。また、いずれも導入されるガスが大気に切り替わると、光透過率が回復することが確認された。   In the above Example 4, as shown in the graph of FIG. 8, it is confirmed that the change rate of the light transmittance with respect to gas is so high that the hydrogen gas density | concentration is high about the detection object gas introduced. For example, it is considered that the concentration of hydrogen gas in the detection target gas can be detected from the value of the change rate of the light transmission rate of the detection target gas such as the response time required until the light transmission reaches 50%. Further, it was confirmed that the light transmittance was restored when the introduced gas was switched to the atmosphere.

<実施例5>
六塩化タングステン(WCl6 )3gを乾燥アルゴン雰囲気中で2−ブタノール(C49 OH)42mlに溶解し、1時間撹拌することにより、タングステン・アルコキシド溶液[3]を調製した。一方、ヘキサクロロ白金酸(H2PtCl6 ・6H2 O)1gを室温にて2−ブタノール50mlにおいて溶解させて白金イオン含有アルコール溶液[3]を調製し、また、酢酸パラジウム((CH3COO)2 Pd)0.0157gを冷却しながら2−ブタノール19mlにおいて溶解させてパラジウムイオン含有アルコール溶液[1]を調製し、これらをタングステン原子:(白金原子+パラジウム原子)(W:(Pt+Pd))がモル比で13:1.2、かつ、白金原子:パラジウム原子(Pt:Pd)がモル比で9:1となるよう混合し、白金イオン含有アルコール溶液を添加する際に10分間、パラジウムイオン含有アルコール溶液を添加する際に1分間、それぞれ撹拌することによって、ガスセンサ用薄膜形成用溶液[3]を得、このガスセンサ用薄膜形成用溶液[3]を、面積50nm2厚み1mmの無アルカリガラス基板上に、スピンコーティング法によって塗布しその後5分間100℃の乾燥を行う操作を10回行い、その後、大気中において熱焼成温度350℃で10分間、昇温速度100℃/h、降温速度100℃/hの条件で熱焼成処理を行うことによって、ガスセンサ用素子体試料[f]を得た。
このガスセンサ用素子体試料[f]は、走査型電子顕微鏡(SEM)による膜厚の測定を行ったところ244.6nmであった。また、X線回折分析(XRD)によるガスセンサ用素子体試料[f]の結晶相の同定を行ったところ、マトリクスである三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることが確認された。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面状態の観察したところ、マトリクスが多孔質状態であることが確認された。
<Example 5>
A tungsten alkoxide solution [3] was prepared by dissolving 3 g of tungsten hexachloride (WCl 6 ) in 42 ml of 2-butanol (C 4 H 9 OH) in a dry argon atmosphere and stirring for 1 hour. On the other hand, 1 g of hexachloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) is dissolved in 50 ml of 2-butanol at room temperature to prepare a platinum ion-containing alcohol solution [3], and palladium acetate ((CH 3 COO) 2 Pd) 0.0157 g of cooling was dissolved in 19 ml of 2-butanol to prepare a palladium ion-containing alcohol solution [1], and these were converted to tungsten atoms: (platinum atoms + palladium atoms) (W: (Pt + Pd)). Mixing so that the molar ratio is 13: 1.2 and the platinum atom: palladium atom (Pt: Pd) is 9: 1 in the molar ratio, and the platinum ion-containing alcohol solution is added for 10 minutes when the platinum ion-containing alcohol solution is added. When the alcohol solution is added, each solution is stirred for 1 minute to obtain a thin film forming solution [3] for gas sensor. The gas sensor thin film forming solution [3], on an alkali-free glass substrate of the area 50 nm 2 thickness 1 mm, for 10 times the operation of drying the coating and then 5 minutes 100 ° C. by a spin coating method, then, the atmosphere Was subjected to a thermal firing treatment at a thermal firing temperature of 350 ° C. for 10 minutes under the conditions of a rate of temperature increase of 100 ° C./h and a rate of temperature decrease of 100 ° C./h to obtain a gas sensor element body sample [f].
The gas sensor element body sample [f] was 244.6 nm in thickness measured by a scanning electron microscope (SEM). Further, when the crystal phase of the gas sensor element sample [f] was identified by X-ray diffraction analysis (XRD), it was confirmed that at least a part of the tungsten trioxide as a matrix was in an amorphous state. . Furthermore, when the surface state was observed using an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the matrix was in a porous state.

以上のガスセンサ用素子体試料[f]についての100%H2 ガスに対する応答性および回復性の評価を、以下のように行った。すなわち、当該ガスセンサ用素子体試料[f]を室温において分光光度計内に設置したガラスセルに入れ、当該ガラスセル中の大気をアルゴンガスで置換した後、100%H2ガスを導入し、経過時間に対する光透過率の変化を測定した。100%H2 ガスの導入から400秒後に100%H2 ガスの導入を停止し、ガラスセル中に大気を導入した。光透過率を測定する測定波長は633nmとした。
結果を図9に示す。ただし、100%H2 ガスの導入前のアルゴンガス雰囲気下において測定した光透過率を100%とした。
The responsiveness to 100% H 2 gas and the recoverability of the gas sensor element body sample [f] were evaluated as follows. That is, the gas sensor element sample [f] is placed in a glass cell installed in a spectrophotometer at room temperature, and the atmosphere in the glass cell is replaced with argon gas, and then 100% H 2 gas is introduced. The change in light transmittance with respect to time was measured. From the introduction of 100% H 2 gas after 400 seconds to stop the introduction of 100% H 2 gas was introduced air into the glass cell. The measurement wavelength for measuring the light transmittance was 633 nm.
The results are shown in FIG. However, the light transmittance measured in an argon gas atmosphere before the introduction of 100% H 2 gas was 100%.

この実施例5においては、図9のグラフに示されるように、光透過率が50%となるまでに要する応答時間が0.6秒であって、極めて短い時間で水素ガスを検知することができることが確認された。また、導入されるガスが100%Hガスから大気に切り替わると、透過率が極めて短い時間で回復することが確認された。 In Example 5, as shown in the graph of FIG. 9, the response time required until the light transmittance reaches 50% is 0.6 seconds, and hydrogen gas can be detected in a very short time. It was confirmed that it was possible. Further, it was confirmed that the transmittance was recovered in a very short time when the introduced gas was switched from 100% H 2 gas to the atmosphere.

本発明のガスセンサ用薄膜の構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows an example of a structure of the thin film for gas sensors of this invention typically. 図1のガスセンサ用薄膜を具えたガスセンサ用素子体の構成の一例を模式的に示す説明用図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of a structure of the element body for gas sensors provided with the thin film for gas sensors of FIG. 図1のガスセンサ用薄膜を具えたガスセンサ用素子体の構成の他の一例を模式的に示す説明用図である。It is explanatory drawing which shows typically another example of a structure of the element body for gas sensors provided with the thin film for gas sensors of FIG. 実施例1の結果を示すグラフである。3 is a graph showing the results of Example 1. 実施例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 2. 実施例3の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 3. 比較例1の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of Comparative Example 1. 実施例4の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of Example 4. 実施例5の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 5.

符号の説明Explanation of symbols

10 ガスセンサ用薄膜
12 マトリクス
P 触媒金属微粒子
20,20A ガスセンサ用素子体
22,22A 透光性基体
24 非晶質中間層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas sensor thin film 12 Matrix P Catalytic metal fine particles 20, 20A Gas sensor element body 22, 22A Translucent base 24 Amorphous intermediate layer

Claims (8)

VIII族金属の微粒子が三酸化タングステンよりなる薄膜状の基材中に分散されてなるガスセンサ用薄膜であって、
前記薄膜状の基材を構成する三酸化タングステンの少なくとも一部が非晶質状態であることを特徴とするガスセンサ用薄膜。
A thin film for a gas sensor in which Group VIII metal fine particles are dispersed in a thin film substrate made of tungsten trioxide,
A thin film for a gas sensor, wherein at least a part of tungsten trioxide constituting the thin film substrate is in an amorphous state.
前記VIII族金属の微粒子のうちの90体積%以上のものが、前記薄膜状の基材の内部に埋没された状態とされていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ用薄膜。   2. The thin film for a gas sensor according to claim 1, wherein 90% by volume or more of the Group VIII metal fine particles are embedded in the thin film base material. 3. 前記VIII族金属の微粒子の全部が、前記薄膜状の基材の内部に埋没された状態とされていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ用薄膜。   2. The thin film for a gas sensor according to claim 1, wherein all of the Group VIII metal fine particles are embedded in the thin film base material. 3. 前記薄膜状の基材を構成する三酸化タングステンが、多孔質状態であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のガスセンサ用薄膜。   The thin film for a gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the tungsten trioxide constituting the thin-film substrate is in a porous state. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載のガスセンサ用薄膜が、板状の透光性基体の表面上に形成されてなることを特徴とするガスセンサ用素子体。   A gas sensor element body, wherein the thin film for a gas sensor according to any one of claims 1 to 4 is formed on a surface of a plate-like translucent substrate. 前記透光性基体が非晶質材料からなることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ用素子体。   6. The gas sensor element body according to claim 5, wherein the translucent substrate is made of an amorphous material. 前記透光性基体が結晶性材料からなり、当該透光性基体と前記ガスセンサ用薄膜との間に非晶質材料からなる非晶質中間層が介在されてなることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ用素子体。   6. The translucent substrate is made of a crystalline material, and an amorphous intermediate layer made of an amorphous material is interposed between the translucent substrate and the gas sensor thin film. 2. An element body for a gas sensor according to 1. 透光性基体上に、VIII族金属の微粒子が三酸化タングステンよりなる薄膜状の基材中に分散されてなるガスセンサ用薄膜が形成されたガスセンサ用素子体の製造方法であって、 六塩化タングステンをアルコール系溶剤に溶解して得られるタングステン・アルコキシド溶液と、VIII族金属塩をアルコール系溶剤に溶解して得られるVIII族金属イオン含有アルコール溶液とを混合することにより得られる薄膜形成用溶液を透光性基体上に塗布して乾燥させ、その後、焼成する工程を含むことを特徴とするガスセンサ用素子体の製造方法。
A method for producing a gas sensor element body in which a thin film for a gas sensor in which a group VIII metal fine particle is dispersed in a thin film substrate made of tungsten trioxide is formed on a translucent substrate, comprising tungsten hexachloride A solution for forming a thin film obtained by mixing a tungsten alkoxide solution obtained by dissolving an alcohol solvent with a group VIII metal ion-containing alcohol solution obtained by dissolving a group VIII metal salt in an alcohol solvent. A method for producing an element body for a gas sensor, comprising the steps of coating on a light-transmitting substrate, drying, and then firing.
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