JP2010266213A - Toluene-detecting agent, toluene-detecting element, and toluene measurement method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure toluene over a long time. <P>SOLUTION: A toluene-detecting agent is constituted of a solution containing sulfuric acid and trioxane. For example, a solution prepared, by dissolving 2.5 mg of trioxane in 10 ml of sulfuric acid diluted to a concentration of 65 wt.% is sufficient as the toluene detecting agent. This toluene-detecting agent reacts with toluene to be changed in a light-absorbing characteristic adsorbance, within the wavelength range of 450-650 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トルエンのガスの測定を行うためのトルエン検知剤、検知素子、および測定方法に関するものである。   The present invention relates to a toluene detection agent, a detection element, and a measurement method for measuring toluene gas.

トルエンは、新築の住宅やペンキに含まれており、室内環境汚染の原因物質になっている。また、化学物質過敏症の人にとっては、シックハウス症候群を引き起こす原因のひとつと考えられている。   Toluene is contained in newly built houses and paints and is a cause of indoor environmental pollution. It is also considered as one of the causes of sick house syndrome for people with chemical sensitivity.

このため、簡単にトルエンの濃度を測定する簡単な方法が提案されている。例えば、濃硫酸にパラホルムアルデヒドを加えた改良マルキス試薬を、シリカに混合した後、プラスチック容器に充填したタブを用いる測定法が提案されている（非特許文献１参照）。この測定法によれば、サブｐｐｍの濃度のトルエンが測定できる。また、五酸化ヨウ素を濃硫酸中でトルエンと反応させて遊離するヨウ素を検出することで、トルエンを検出することが可能である（非特許文献２参照）。   For this reason, a simple method for easily measuring the concentration of toluene has been proposed. For example, a measuring method using a tab filled in a plastic container after mixing an improved Marquis reagent in which paraformaldehyde is added to concentrated sulfuric acid into silica has been proposed (see Non-Patent Document 1). According to this measurement method, sub-ppm concentration of toluene can be measured. In addition, it is possible to detect toluene by reacting iodine pentoxide with toluene in concentrated sulfuric acid to detect free iodine (see Non-Patent Document 2).

特許第３６３９１２３号公報Japanese Patent No. 3639123

阿部 佐都美他、「検知タブを用いたポータブルトルエン測定器の開発」、環境の管理、５２号、２６２−２６３頁、２００４年。Satomi Abe et al., “Development of portable toluene measuring instrument using detection tab”, Environmental Management, 52, 262-263, 2004. K.Kawamura, at al. ,"Development of a novel hand-held toluene gas sensor: Possible use in the prevebtion and control of sick building syndrome", Measurement, vol.39, pp.490-496, 2006.K. Kawamura, at al., "Development of a novel hand-held toluene gas sensor: Possible use in the prevebtion and control of sick building syndrome", Measurement, vol.39, pp.490-496, 2006.

しかしながら、上述した測定技術では、パラホルムアルデヒドは変異原性が有り取り扱いが容易ではなく、また、容易に分解してホルムアルデヒドになり揮発性が高いため、作製した検出試薬（検知剤）を長時間にわたって使用することができないなどの問題がある。また、五酸化ヨウ素においても、よく知られているように取り扱いが容易ではなく、また、光に対して不安定で作製した検出試薬（検知剤）を長時間にわたって使用することができないなどの問題がある。トルエンのガスの測定においては、前述したように室内環境汚染物質としての測定となり、蓄積的な測定のために、長時間の測定が行われる場合も多く、揮発性の高い検知剤では、適用が容易ではないという問題がある。   However, in the measurement technique described above, paraformaldehyde is mutagenic and is not easy to handle, and easily decomposes to formaldehyde and has high volatility. There are problems such as being unable to use. In addition, iodine pentoxide is not easy to handle as is well known, and problems such as the inability to use detection reagents (detection agents) that are unstable to light for a long time. There is. In the measurement of toluene gas, as described above, it is measured as an indoor environmental pollutant, and is often measured for a long time for cumulative measurement. There is a problem that it is not easy.

本発明は、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、トルエンの測定を長時間にわたって行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable measurement of toluene over a long period of time.

本発明に係るトルエン検知剤は、硫酸およびトリオキサンを含む溶液から構成したものである。   The toluene detector according to the present invention is composed of a solution containing sulfuric acid and trioxane.

また、本発明に係るトルエン検知素子は、ガラスからなる透明な多孔体と、多孔体の孔内に配置された硫酸およびトリオキサンを含む検知剤とを少なくとも備える。このトルエン検知素子において、検知剤は、検知剤が溶解した溶液を多孔体に含浸させることで孔内に配置されたものであればよい。このとき、硫酸の濃度は、５％以上３８％以下であればよい。   Moreover, the toluene detection element according to the present invention includes at least a transparent porous body made of glass and a detection agent containing sulfuric acid and trioxane disposed in the pores of the porous body. In this toluene detection element, the detection agent only needs to be disposed in the hole by impregnating the porous body with a solution in which the detection agent is dissolved. At this time, the concentration of sulfuric acid may be 5% or more and 38% or less.

また、本発明に係るトルエン測定方法は、硫酸およびトリオキサンを含む溶液から構成されたトルエン検知剤がトルエンのガスの晒されていない状態の初期吸光度を、トルエンのガスと反応したトルエン検知剤が吸収する測定波長で測定する第１ステップと、トルエンのガスに晒されたトルエン検知剤の検出後吸光度を測定波長で測定する第２ステップと、初期吸光度と検出後吸光度との差によりトルエンのガスの濃度を求める第３ステップとを少なくとも備える。   In addition, the toluene measuring method according to the present invention absorbs the initial absorbance when the toluene detector composed of a solution containing sulfuric acid and trioxane is not exposed to the toluene gas, by the toluene detector reacted with the toluene gas. The first step of measuring at the measurement wavelength, the second step of measuring the absorbance after detection of the toluene detector exposed to the toluene gas at the measurement wavelength, and the difference between the initial absorbance and the absorbance after detection of the toluene gas And at least a third step for determining the concentration.

また、本発明に係るトルエン測定方法は、ガラスからなる透明な多孔体と、この多孔体の孔内に配置された硫酸およびトリオキサンを含む検知剤とを備えるトルエン検知素子におけるトルエンのガスに晒されていない状態の初期吸光度を、トルエンのガスと反応した検知剤が吸収する測定波長で測定する第１ステップと、トルエンのガスに晒されたトルエン検知素子の検出後吸光度を測定波長で測定する第２ステップと、初期吸光度と検出後吸光度との差によりトルエンのガスの濃度を求める第３ステップとを少なくとも備える。   The toluene measurement method according to the present invention is exposed to a toluene gas in a toluene detection element comprising a transparent porous body made of glass and a detection agent containing sulfuric acid and trioxane disposed in the pores of the porous body. A first step of measuring the initial absorbance at a measurement wavelength that is absorbed by the detection agent that has reacted with the toluene gas; and a step of measuring the absorbance after detection of the toluene detection element exposed to the toluene gas at the measurement wavelength. And at least a third step for determining the concentration of toluene gas from the difference between the initial absorbance and the absorbance after detection.

以上説明したように、本発明によれば、硫酸およびトリオキサンを含む溶液からトルエン検知剤を構成したので、トルエンの測定を長時間にわたって行えるようになるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, since the toluene detector is composed of a solution containing sulfuric acid and trioxane, an excellent effect is obtained in that the measurement of toluene can be performed for a long time.

本発明の実施の形態におけるトルエン検知素子の作製方法および測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the preparation methods and measuring method of a toluene detection element in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるトルエン検知素子の一部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the partial structure of the toluene detection element in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるトルエン検知素子の吸光度測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the light absorbency measurement result of the toluene detection element in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［実施の形態１］
始めに、本発明の実施の形態１について説明する。この実施の形態１では、トルエン検知剤について説明する。本実施の形態におけるトルエン検知剤は、硫酸およびトリオキサンを含む溶液から構成したものである。例えば、濃度６５ｗｔ％に希釈した硫酸１０ｍｌにトリオキサン２．５ｍｇを溶解したものであればよい。このトルエン検知剤によれば、トルエンのガスに触れる（トルエンと反応する）ことにより、波長４５０〜６５０ｎｍの間の光吸収特性（吸光度）が変化する。 [Embodiment 1]
First, the first embodiment of the present invention will be described. In this Embodiment 1, a toluene detection agent will be described. The toluene detector in the present embodiment is composed of a solution containing sulfuric acid and trioxane. For example, what is necessary is just to dissolve 2.5 mg of trioxane in 10 ml of sulfuric acid diluted to a concentration of 65 wt%. According to this toluene detection agent, the light absorption characteristic (absorbance) between wavelengths 450 to 650 nm is changed by touching the toluene gas (reacting with toluene).

従って、本実施の形態のトルエン検知剤の、測定対象の雰囲気に晒す前後の光の透過率の変化（初期吸光度と検出後吸光度との差）により、トルエンのガスの濃度を求めるなど、雰囲気に存在するトルエンの測定を行うことができる。光の透過率の変化は、トルエンのガスと反応したトルエン検知剤が吸収する測定波長で測定すればよい。例えば、まず、トルエン検知剤の吸光度を測定する。例えば、所定の透明な容器に収容したトルエン検知剤の光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める（第１ステップ）。 Therefore, the concentration of the toluene gas is determined by the change in the light transmittance before and after exposure to the measurement target atmosphere of the toluene detector of this embodiment (difference between the initial absorbance and the absorbance after detection). Measurement of the toluene present can be performed. The change in light transmittance may be measured at the measurement wavelength absorbed by the toluene detector that has reacted with the toluene gas. For example, first, the absorbance of the toluene detector is measured. For example, the intensity I of the transmitted light that transmits the incident light of the light intensity I 0 of the toluene detector contained in a predetermined transparent container is measured, and the absorbance (= log 10 (I 0 / I)) is obtained from this. (First step).

次に、トルエンガスが存在する測定対象の空気中に、容器に収容されているトルエン検知剤を暴露する。この後、測定後のトルエン検知剤を測定対象の空気中より取り出し、測定後のトルエン検知剤の吸光度を再び測定する（第２ステップ）。この後、暴露前の吸光度（初期吸光度）と暴露後の吸光度（検出後吸光度）との差により、トルエンガスの濃度を求めることができる（第３ステップ）。   Next, the toluene detection agent accommodated in the container is exposed to the air to be measured in which toluene gas exists. Thereafter, the measured toluene detection agent is taken out from the air to be measured, and the absorbance of the measured toluene detection agent is measured again (second step). Thereafter, the concentration of toluene gas can be determined from the difference between the absorbance before exposure (initial absorbance) and the absorbance after exposure (absorbance after detection) (third step).

また、本実施の形態におけるトルエン検知剤においては、硫酸およびトリオキサンの揮発性が低いため、長時間の測定を行うことが可能である。また、本実施の形態におけるトルエン検知剤は、希釈した硫酸とトリオキサンとで構成できるため、取り扱いが容易であり、また、爆発などの危険性がない。   Moreover, in the toluene detection agent in this Embodiment, since the volatility of a sulfuric acid and a trioxane is low, it can measure for a long time. Moreover, since the toluene detection agent in this Embodiment can be comprised with the dilute sulfuric acid and trioxane, handling is easy and there is no danger of an explosion.

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。以下の実施の形態２では、トルエン検知素子について、トルエン検知素子の作製方法とともに説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、図１Ａに示すように、９５％硫酸１ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液１０１を、容器１０２の中に作製する。この時の硫酸の濃度は５％に相当する。 [Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following second embodiment, the toluene detection element will be described together with a method for manufacturing the toluene detection element. First, a method for producing a toluene detector will be described. As shown in FIG. 1A, a detection agent solution 101 in which 1 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is put in a container 102. Make it. The concentration of sulfuric acid at this time corresponds to 5%.

次に、図１（ｂ）に示すように、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を浸漬する。多孔体１０３は、例えば、コーニング社製のバイコール＃７９３０である。バイコール＃７９３０は平均孔径４ｎｍの複数の細孔を有する多孔体である。また、多孔体１０３は、例えば、８（ｍｍ）×８（ｍｍ）で厚さ１（ｍｍ）のチップサイズである。なお、多孔体１０３は、平均孔径が２０ｎｍ以下であるとよい。また、ここではトルエン検知素子１０３ａ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。   Next, as shown in FIG. 1 (b), a porous body 103, which is porous glass having an average pore diameter of 4 nm, is immersed in the detection agent solution 101. The porous body 103 is, for example, Vycor # 7930 manufactured by Corning. Vycor # 7930 is a porous body having a plurality of pores with an average pore diameter of 4 nm. The porous body 103 has a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm), for example. The porous body 103 preferably has an average pore diameter of 20 nm or less. In addition, although the toluene detection element 103a is plate-shaped here, the present invention is not limited to this and may be formed in a fiber shape.

多孔体１０３をガラス（硼珪酸ガラス）から構成した場合、この平均孔径を２０ｎｍ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）では光が透過する。しかし、平均孔径が２０ｎｍを越えて大きくなると、可視領域で急激な透過率の減少が観測されることが判明している（特許文献１参照）。このことにより、多孔体は、平均孔径が２０ｎｍ以下とした方がよい。本実施の形態における多孔体１０３の比表面積は１ｇ当たり１００ｍ2以上である。 In the case where the porous body 103 is made of glass (borosilicate glass), the average pore diameter is set to 20 nm or less, so that in the measurement of the transmission spectrum in the visible UV wavelength region (wavelength 200 to 2000 nm), the visible light region (350 to At 800 nm), light is transmitted. However, it has been found that when the average pore diameter increases beyond 20 nm, a sharp decrease in transmittance is observed in the visible region (see Patent Document 1). Thus, the porous body should have an average pore diameter of 20 nm or less. The specific surface area of the porous body 103 in the present embodiment is 100 m 2 or more per 1 g.

上述した多孔体１０３を検知剤溶液１０１に２４時間浸漬し、多孔体１０３の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸した多孔体１０３を風乾し、図１（ｃ）に示すように、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、トルエン検知素子１０３ａを作製する。   After the porous body 103 described above is immersed in the detection agent solution 101 for 24 hours and the pores of the porous body 103 are impregnated with the detection agent solution, the porous body 103 impregnated with the detection agent is air-dried, and FIG. As shown, it is left to dry in a nitrogen gas stream for 24 hours to produce a toluene detection element 103a.

従って、トルエン検知素子１０３ａには、図２に示すように、トリオキサン１１３（黒丸）および硫酸１１４（白丸）よりなるトルエン検知剤１１１が導入され、トルエン検知素子１０３ａの多孔質の細孔１２２内にトルエン検知剤１１１が担持されているものとなる。検知素子１０３を構成している多孔体１０３には、複数の細孔１２２を備える。これら細孔１２２は、多孔体１０３の表面の開口部１２１から内部にまで連結した貫通細孔である。また、トルエン検知剤１１１は、トルエン検知素子１０３ａが配置される雰囲気（大気）の湿度の存在により細孔１２２内に吸着する水分１１２を含み、細孔１２２の内壁に薄い水の膜を形成しているものと考えられる。   Therefore, as shown in FIG. 2, the toluene detection agent 111 made of trioxane 113 (black circle) and sulfuric acid 114 (white circle) is introduced into the toluene detection element 103a, and the toluene detection element 103a is inserted into the porous pores 122 of the toluene detection element 103a. The toluene detection agent 111 is carried. The porous body 103 constituting the detection element 103 includes a plurality of pores 122. These pores 122 are through-holes connected from the opening 121 on the surface of the porous body 103 to the inside. In addition, the toluene detection agent 111 includes moisture 112 adsorbed in the pores 122 due to the presence of humidity in the atmosphere (atmosphere) in which the toluene detection element 103 a is disposed, and forms a thin water film on the inner walls of the pores 122. It is thought that.

なお、担持とは、トリオキサンおよび硫酸などの各物質が、化学的，物理的，または電気的に担体（基材）と結合している状態を示し、例えば、多孔体の孔内に上述した構成の検知剤が滲入し、孔内の壁面が検知剤で被覆され、および／または、孔内の側壁に検知剤が被着したような状態を示す。   The term “support” refers to a state in which each substance such as trioxane and sulfuric acid is chemically, physically, or electrically bonded to a carrier (base material). The detection agent is infiltrated, the wall surface in the hole is covered with the detection agent, and / or the detection agent is attached to the side wall in the hole.

このように構成されたトルエン検知素子１０３ａによれば、孔内にエチレンガスが浸入することで、後述するようにトルエン検知剤１１１の光吸収の状態が変化する。孔内にエチレンガスが浸入すると、孔内に配置された硫酸およびトリオキサンが浸入したエチレンガスと反応する。この反応の結果、トルエン検知剤１１１の光学特性が変化する。   According to the toluene detection element 103a configured as described above, the state of light absorption of the toluene detection agent 111 is changed as described later by the entry of ethylene gas into the hole. When ethylene gas enters into the holes, it reacts with the ethylene gas into which sulfuric acid and trioxane disposed in the holes have entered. As a result of this reaction, the optical characteristics of the toluene detector 111 change.

次に、トルエン検知素子１０３ａを用いたトルエンガスの検出方法について説明すると、まず、トルエン検知素子１０３ａの厚さ方向の吸光度を測定する。例えば、図１（ｄ）に示すように、光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これらより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める（第１ステップ）。 Next, a method for detecting toluene gas using the toluene detection element 103a will be described. First, the absorbance in the thickness direction of the toluene detection element 103a is measured. For example, as shown in FIG. 1 (d), the intensity I of the transmitted light is transmitted through the incident light intensity I 0 was measured, obtaining these from the absorbance (= log 10 (I 0 / I)) ( the 1 step).

次に、図１（ｅ）に示すように、例えば、１０ｐｐｍの濃度のトルエンガスが存在する測定対象の空気１０４中に、トルエン検知素子１０３ａを例えば１時間暴露する。この暴露は、室温（約２０℃）の状態で行う。この後、測定後のトルエン検知素子１０３ｂを測定対象の空気１０４中より取り出し、図１（ｆ）に示すように、測定後のトルエン検知素子１０３ｂの厚さ方向の吸光度を再び測定する（第２ステップ）。この後、暴露前の吸光度（初期吸光度）と暴露後の吸光度（検出後吸光度）との差により、トルエンガスの濃度を求めることができる（第３ステップ）。   Next, as shown in FIG. 1E, for example, the toluene detection element 103a is exposed to, for example, one hour in air 104 to be measured in which toluene gas having a concentration of 10 ppm is present. This exposure is performed at room temperature (about 20 ° C.). Thereafter, the measured toluene detecting element 103b is taken out from the air 104 to be measured, and the absorbance in the thickness direction of the measured toluene detecting element 103b is measured again as shown in FIG. Step). Thereafter, the concentration of toluene gas can be determined from the difference between the absorbance before exposure (initial absorbance) and the absorbance after exposure (absorbance after detection) (third step).

上述した２回の吸光度の測定（吸光光度分析）結果を図３に示す。なお透過光測定波長３５０ｎｍ以下の吸収は、検知素子を構成する多孔質ガラス（バイコール＃７９３０）自体の吸収である。図３では、（ａ）測定対象の空気（トルエンガス１０ｐｐｍ）に暴露する（晒す）前の吸光度の測定結果と、（ｂ）暴露した後の吸光度の測定結果とを示している。   FIG. 3 shows the results of the two absorbance measurements (absorbance analysis) described above. The absorption with a transmitted light measurement wavelength of 350 nm or less is the absorption of the porous glass (Vycor # 7930) constituting the sensing element itself. FIG. 3 shows (a) the measurement result of the absorbance before exposure (exposure) to the air to be measured (toluene gas 10 ppm), and (b) the measurement result of the absorbance after exposure.

図３に示すように、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲に吸収の差が見られる。トルエンが存在する雰囲気に暴露することで、吸光度（吸収）が増加している。従って、本実施の形態におけるトルエン検知素子における光吸収の変化の測定により、トルエンガスの定量などの測定が可能となる。例えば、中心波長５７２ｎｍの発光ダイオードからの光の透過率を測定することで上記光吸収の変化が検出可能である。   As shown in FIG. 3, a difference in absorption is observed in the wavelength range of 450 to 650 nm. Absorbance (absorption) is increased by exposure to an atmosphere containing toluene. Therefore, measurement of the amount of toluene gas and the like can be performed by measuring the change in light absorption in the toluene detector in the present embodiment. For example, the change in light absorption can be detected by measuring the transmittance of light from a light emitting diode having a central wavelength of 572 nm.

ところで、従来より用いられているトルエンの検知方法としての硫酸ホルマリン法では、濃硫酸が必要となるため、取り扱いに注意が必要となる。また、揮発性のホルムアルデヒドを用いるため、硫酸ホルマリン溶液を作製後すぐにトルエンと反応させる必要がある。硫酸ホルマリン溶液を作製後１２時間ほどが経過すると溶液中のホルムアルデヒドが揮発し、トルエンとの反応は起こらない。またトルエンとの反応も、トルエンガスと直接に反応させるのではなく、アルコール中にトルエンを捕集しておき、この溶液と硫酸ホルマリン液を反応させているため、測定が容易ではない。   By the way, since the conventional sulfuric acid formalin method as a detection method of toluene requires concentrated sulfuric acid, it requires careful handling. In addition, since volatile formaldehyde is used, it is necessary to react with toluene immediately after preparing a formalin sulfate solution. When about 12 hours have passed after the preparation of the formalin sulfate solution, the formaldehyde in the solution volatilizes and no reaction with toluene occurs. In addition, the reaction with toluene is not performed directly with toluene gas, but toluene is collected in alcohol and this solution is reacted with formalin sulfate solution, so that measurement is not easy.

また、非特許文献１に示されている硫酸パラホルムアルデヒド溶液を用いる方法でも、濃硫酸を用いることが必要であり、加えて、パラホルムアルデヒドを用いているため、特に取り扱いに注意が必要となる。また、この技術では、ポンプが必要となる。   Further, in the method using a paraformaldehyde sulfate solution disclosed in Non-Patent Document 1, it is necessary to use concentrated sulfuric acid, and in addition, since paraformaldehyde is used, special attention is required for handling. This technique also requires a pump.

上述した技術に比較し、前述した本実施の形態によるトルエンの測定では、濃硫酸などの取り扱いに注意を必要とする試薬を、直接に検知剤に用いることがなく、また、測定時にポンプなどの電力を必要とする装置の使用も必要ない。また、本実施の形態によれば、検知剤の多孔質ガラス内での定着性も安定している。   Compared with the above-described technique, in the measurement of toluene according to the above-described embodiment, a reagent that requires attention in handling such as concentrated sulfuric acid is not directly used as a detection agent. There is no need to use equipment that requires power. Further, according to the present embodiment, the fixability of the detection agent in the porous glass is also stable.

［実施例１］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子の他の例について説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸２ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液を作製する。この時の硫酸の濃度は１９％に相当する。次に、実施例１の検知剤溶液に、前述同様の多孔体を浸漬する。この浸漬を２４時間行うことで、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸した多孔体を風乾し、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、トルエン検知素子を作製する。このトルエン検知素子は、前述したトルエン検知素子に比較して、硫酸の使用量が増加している。 [Example 1]
Next, another example of the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detector will be described. A detector solution in which 2 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is produced. The concentration of sulfuric acid at this time corresponds to 19%. Next, the same porous material as described above is immersed in the detection agent solution of Example 1. By performing this immersion for 24 hours, after impregnating the detection agent solution in the pores of the porous body, the porous body impregnated with the detection agent is air-dried, left to stand in a nitrogen gas stream for 24 hours, and dried. An element is manufactured. In this toluene detection element, the amount of sulfuric acid used is increased compared to the toluene detection element described above.

このトルエン検知素子をトルエンが１０ｐｐｍ含まれた雰囲気に晒すと、４５０ｎｍから６５０ｎｍに吸収を持つ吸光特性を有する。従って、例えば黄緑発光ダイオード（中心波長５７２ｎｍ）からの光の透過率を測定することによりこの吸収を検出することが可能となる。   When this toluene detection element is exposed to an atmosphere containing 10 ppm of toluene, it has a light absorption characteristic having absorption from 450 nm to 650 nm. Therefore, for example, this absorption can be detected by measuring the transmittance of light from a yellow-green light emitting diode (center wavelength 572 nm).

［実施例２］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子の他の例（実施例２）について説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸３ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液を作製する。この時の硫酸の濃度は２９％に相当する。次に、実施例２の検知剤溶液に、前述同様の多孔体を浸漬する。この浸漬を２４時間行うことで、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸した多孔体を風乾し、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、トルエン検知素子を作製する。このトルエン検知素子は、前述したトルエン検知素子に比較して、硫酸の使用量が増加している。 [Example 2]
Next, another example (Example 2) of the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detection element will be described. A detection agent solution in which 3 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is produced. The concentration of sulfuric acid at this time corresponds to 29%. Next, the same porous material as described above is immersed in the detection agent solution of Example 2. By performing this immersion for 24 hours, after impregnating the detection agent solution in the pores of the porous body, the porous body impregnated with the detection agent is air-dried, left to stand in a nitrogen gas stream for 24 hours, and dried. An element is manufactured. In this toluene detection element, the amount of sulfuric acid used is increased compared to the toluene detection element described above.

このトルエン検知素子をトルエンが１０ｐｐｍ含まれた雰囲気に晒すと、４５０ｎｍから６５０ｎｍに吸収を持つ吸光特性を有する。従って、例えば黄緑発光ダイオード（中心波長５７２ｎｍ）からの光の透過率を測定することによりこの吸収を検出することが可能となる。   When this toluene detection element is exposed to an atmosphere containing 10 ppm of toluene, it has a light absorption characteristic having absorption from 450 nm to 650 nm. Therefore, for example, this absorption can be detected by measuring the transmittance of light from a yellow-green light emitting diode (center wavelength 572 nm).

［実施例３］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子の他の例（実施例３）について説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸４ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液を作製する。この時の硫酸の濃度は３８％に相当する。次に、実施例３の検知剤溶液に、前述同様の多孔体を浸漬する。この浸漬を２４時間行うことで、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸した多孔体を風乾し、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、トルエン検知素子を作製する。このトルエン検知素子は、前述したトルエン検知素子に比較して、硫酸の使用量が増加している。 [Example 3]
Next, another example (Example 3) of the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detector will be described. A detector solution in which 4 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is produced. The concentration of sulfuric acid at this time corresponds to 38%. Next, the same porous material as described above is immersed in the detection agent solution of Example 3. By performing this immersion for 24 hours, after impregnating the detection agent solution in the pores of the porous body, the porous body impregnated with the detection agent is air-dried, left to stand in a nitrogen gas stream for 24 hours, and dried. An element is manufactured. In this toluene detection element, the amount of sulfuric acid used is increased compared to the toluene detection element described above.

このトルエン検知素子をトルエンが１０ｐｐｍ含まれた雰囲気に晒すと、４５０ｎｍから６５０ｎｍに吸収を持つ吸光特性を有する。従って、例えば黄緑発光ダイオード（中心波長５７２ｎｍ）からの光の透過率を測定することによりこの吸収を検出することが可能となる。   When this toluene detection element is exposed to an atmosphere containing 10 ppm of toluene, it has a light absorption characteristic having absorption from 450 nm to 650 nm. Therefore, for example, this absorption can be detected by measuring the transmittance of light from a yellow-green light emitting diode (center wavelength 572 nm).

［比較例１］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子に対する比較例（比較例１）について説明する。まず、比較例におけるトルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸１ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液を作製する。次に、比較例１の検知剤溶液に、セルロースから構成されているろ紙を浸漬する。ろ紙に検知剤溶液を含浸させる。検知剤が含浸したろ紙を風乾し、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、検知シートを作製する。このようにして作製した検知シートは、褐色になり、トルエンの測定は不可能となる。 [Comparative Example 1]
Next, a comparative example (Comparative Example 1) for the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detection element in a comparative example will be described. A detection agent solution in which 1 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is produced. Next, a filter paper composed of cellulose is immersed in the detection agent solution of Comparative Example 1. The filter paper is impregnated with the detection agent solution. The filter paper impregnated with the detection agent is air-dried and left to dry in a nitrogen gas stream for 24 hours to produce a detection sheet. Thus, the produced detection sheet turns brown and measurement of toluene becomes impossible.

［比較例２］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子に対する比較例（比較例２）について説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸１０ｍｌにトリオキサン２．５ｍｇを溶解した検知剤溶液を作製する。次に、比較例２の検知剤溶液に、実施の形態２と同様のガラス多孔体を浸漬する。この浸漬を２４時間行うことで、ガラス多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸したガラス多孔体を風乾処理し、また、窒素ガス気流中に２４時間放置する乾燥処理を行う。しかしながら、これらの乾燥処理を行うと、ガラス多孔体の表面に硫酸が付着して乾燥ができず、実施の形態２で示したトルエン検知素子として機能させることができない。 [Comparative Example 2]
Next, a comparative example (Comparative Example 2) for the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detection element will be described. A detection agent solution is prepared by dissolving 2.5 mg of trioxane in 10 ml of 95% sulfuric acid. Next, the same porous glass body as in Embodiment 2 is immersed in the detection agent solution of Comparative Example 2. By performing this immersion for 24 hours, the pores of the glass porous body are impregnated with the detection agent solution, and then the glass porous body impregnated with the detection agent is air-dried, and is left to stand in a nitrogen gas stream for 24 hours. Process. However, when these drying treatments are performed, sulfuric acid adheres to the surface of the glass porous body and cannot be dried, and cannot function as the toluene detection element shown in the second embodiment.

［比較例３］
次に、上述した実施の形態２におけるトルエン検知素子に対する比較例（比較例３）について説明する。まず、トルエン検知素子の作製方法について説明すると、９５％硫酸５ｍｌおよびトリオキサン２．５ｍｇを水に溶解して全量を１０ｍｌとした検知剤溶液を作製する。この時の硫酸の濃度は４８％に相当する。次に、比較例３の検知剤溶液に、実施の形態２と同様のガラス多孔体を浸漬する。この浸漬を２４時間行うことで、ガラス多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後、検知剤が含浸したガラス多孔体を風乾処理し、また、窒素ガス気流中に２４時間放置する乾燥処理を行う。しかしながら、得られた検知素子は、白濁しており、透過光学特性を測定することができない状態であり、実施の形態２で示したトルエン検知素子として機能させることができない。 [Comparative Example 3]
Next, a comparative example (Comparative Example 3) for the toluene detection element in Embodiment 2 described above will be described. First, a method for producing a toluene detection element will be described. A detection agent solution in which 5 ml of 95% sulfuric acid and 2.5 mg of trioxane are dissolved in water to make a total amount of 10 ml is produced. The concentration of sulfuric acid at this time corresponds to 48%. Next, the same porous glass body as in Embodiment 2 is immersed in the detection agent solution of Comparative Example 3. By performing this immersion for 24 hours, the pores of the glass porous body are impregnated with the detection agent solution, and then the glass porous body impregnated with the detection agent is air-dried, and is left to stand in a nitrogen gas stream for 24 hours. Process. However, the obtained sensing element is cloudy and is in a state where transmission optical characteristics cannot be measured, and cannot function as the toluene sensing element described in the second embodiment.

上述した本発明によれば、硫酸およびトリオキサンから検知剤を構成したので、空気中に含まれるトルエンを、簡単に、電力を必要とせず、危険な薬品を用いることなく測定することが可能となる。また、本発明によれば、検知剤の成分が揮発して変化することが抑制されているので、雰囲気のトルエンの蓄積的な測定をより簡便に行うことができ、また、測定時間を延ばすことでサブｐｐｍレベルの濃度のトルエンを測定することが可能となる。   According to the present invention described above, since the detection agent is composed of sulfuric acid and trioxane, toluene contained in the air can be easily measured without using electric power and without using dangerous chemicals. . In addition, according to the present invention, since the components of the detection agent are suppressed from volatilizing and changing, it is possible to more easily perform an accumulative measurement of toluene in the atmosphere, and to extend the measurement time. Thus, it becomes possible to measure toluene at a concentration of sub ppm level.

１０１…検知剤溶液、１０２…容器、１０３…多孔体、１０３ａ，１０３ｂ…トルエン検知素子、１１１…トルエン検知剤、１１２…水分、１１３…トリオキサン、１１４…硫酸、１２１…開口部、１２２…細孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Detection agent solution, 102 ... Container, 103 ... Porous body, 103a, 103b ... Toluene detection element, 111 ... Toluene detection agent, 112 ... Moisture, 113 ... Trioxane, 114 ... Sulfuric acid, 121 ... Opening, 122 ... Pore .

Claims (6)

硫酸およびトリオキサンを含む溶液から構成されている
ことを特徴とするトルエン検知剤。 A toluene detector comprising a solution containing sulfuric acid and trioxane. ガラスからなる透明な多孔体と、
前記多孔体の孔内に配置された硫酸およびトリオキサンを含む検知剤と
を少なくとも備えることを特徴とするトルエン検知素子。 A transparent porous body made of glass,
And a detection agent containing sulfuric acid and trioxane disposed in the pores of the porous body. 請求項２記載のトルエン検知素子において、
前記検知剤は、前記検知剤が溶解した溶液を前記多孔体に含浸させることで前記孔内に配置されたものであることを特徴とするトルエン検知素子。 In the toluene detection element according to claim 2,
The toluene detection element, wherein the detection agent is disposed in the hole by impregnating the porous body with a solution in which the detection agent is dissolved. 請求項３記載のトルエン検知素子において、
前記検知剤は、前記硫酸の濃度が５％以上３８％以下であることを特徴とするトルエン検知素子。 In the toluene detection element according to claim 3,
The toluene detecting element, wherein the detecting agent has a sulfuric acid concentration of 5% or more and 38% or less. 硫酸およびトリオキサンを含む溶液から構成さたトルエン検知剤がトルエンのガスの晒されていない状態の初期吸光度を、トルエンのガスと反応した前記トルエン検知剤が吸収する測定波長で測定する第１ステップと、
トルエンのガスに晒された前記トルエン検知剤の検出後吸光度を前記測定波長で測定する第２ステップと、
前記初期吸光度と前記検出後吸光度との差によりトルエンのガスの濃度を求める第３ステップと
を少なくとも備えることを特徴とするトルエン測定方法。 A first step of measuring an initial absorbance of a toluene detector composed of a solution containing sulfuric acid and trioxane in an unexposed state of the toluene gas at a measurement wavelength absorbed by the toluene detector reacted with the toluene gas; ,
A second step of measuring the absorbance after detection of the toluene detector exposed to the toluene gas at the measurement wavelength;
And a third step of obtaining a concentration of toluene gas based on a difference between the initial absorbance and the post-detection absorbance. ガラスからなる透明な多孔体と、この多孔体の孔内に配置された硫酸およびトリオキサンを含む検知剤とを備えるトルエン検知素子におけるトルエンのガスに晒されていない状態の初期吸光度を、トルエンのガスと反応した前記検知剤が吸収する測定波長で測定する第１ステップと、
トルエンのガスに晒された前記トルエン検知素子の検出後吸光度を前記測定波長で測定する第２ステップと、
前記初期吸光度と前記検出後吸光度との差によりトルエンのガスの濃度を求める第３ステップと
を少なくとも備えることを特徴とするトルエン測定方法。 The initial absorbance of the toluene detector not exposed to the toluene gas in a toluene detector comprising a transparent porous body made of glass and a detector containing sulfuric acid and trioxane disposed in the pores of the porous body A first step of measuring at a measurement wavelength absorbed by the detection agent that has reacted with
A second step of measuring the absorbance after detection of the toluene sensing element exposed to toluene gas at the measurement wavelength;
And a third step of obtaining a concentration of toluene gas based on a difference between the initial absorbance and the post-detection absorbance.
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