JP2013076130A - Conductive diamond electrode and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the manufacturing cost of a conductive diamond electrode, and to improve the detection sensitivity of the conductive diamond electrode.SOLUTION: A conductive diamond electrode 1 is manufactured by depositing BDD ink 6 containing conductive diamond powder and insulating binder on a carbon paste 5 (a collector). The conductive diamond powder is constituted by forming a diamond layer with boron being doped therein on a surface of diamond particles. The conductive diamond powder is mixed in the BDD ink 6 so that the volume ratio of the conductive diamond powder to the insulating binder may be ≥20% and ≤90%.

Description

本発明は、導電性ダイヤモンド粒子を含有する導電性ダイヤモンド電極及び、その製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive diamond electrode containing conductive diamond particles and a manufacturing method thereof.

絶縁性のダイヤモンドにホウ素を高濃度にドープするとホールが生成し(p型半導体)、金属的導電性が付与されることが知られている。ダイヤモンドにホウ素を高濃度にドープしたホウ素ドープダイヤモンド(BDD:Boron Doped Diamond)は、広い電位窓、小さいバックグラウンド電流、ダイヤモンド由来の高い物理的・化学的安定性などの特徴を持ち、貴金属や炭素などの電極材料に比べ、電気化学分析や電気分解に有効な機能性電極材料として注目されている。そして、ホウ素ドープダイヤモンドを電極材料とした導電性ダイヤモンド電極は、燃料電池用酸素還元電極やガスセンサの検出電極などへの応用が期待されている。さらに、導電性ダイヤモンド電極は、電位窓が広く、バックグラウンド電流が小さいといった電気化学的特性を有することから、高感度な電気化学センサや高効率な電解用電極(例えば、水処理などで使用する電解用電極)としての利用が期待されている。   It is known that when insulating diamond is doped with boron at a high concentration, holes are formed (p-type semiconductor) and metallic conductivity is imparted. Boron Doped Diamond (BDD), which is highly doped with boron in diamond, has features such as a wide potential window, small background current, and high physical and chemical stability derived from diamond. As a functional electrode material effective for electrochemical analysis and electrolysis, it is attracting attention compared to other electrode materials. A conductive diamond electrode using boron-doped diamond as an electrode material is expected to be applied to oxygen reduction electrodes for fuel cells, detection electrodes for gas sensors, and the like. Furthermore, since the conductive diamond electrode has electrochemical characteristics such as a wide potential window and a small background current, it is used for a highly sensitive electrochemical sensor or a highly efficient electrode for electrolysis (for example, water treatment). Use as an electrode for electrolysis is expected.

ホウ素ドープダイヤモンドは、主に化学気相成長法(CVD法:Chemical Vapor Deposition)により作製される(例えば、特許文献1)。この場合、ホウ素ドープダイヤモンドは、平板状の成長基材の上に薄膜状に形成される。そのため、導電性ダイヤモンド電極の形状が限定されてしまう。また、ホウ素ドープダイヤモンド薄膜の大きさはCVD装置のサイズに依存するため、導電性ダイヤモンド電極の大型化が困難であるという課題があった。さらに、ホウ素ドープダイヤモンド結晶の成長には、800℃以上の高温条件を必要とするため、ホウ素ドープダイヤモンド結晶を成長させる基材の融解の問題や、ホウ素ドープダイヤモンド結晶と基材との熱膨張率の差により冷却時に基材からホウ素ドープダイヤモンド結晶が剥離する問題があった。その結果、基材として用いることができる材料がSiやMoなど非常に限られたものとなっていた。これらの基材は、比較的高価であり、またホウ素ドープダイヤモンド結晶の製膜後の加工が困難であった。   Boron-doped diamond is produced mainly by chemical vapor deposition (CVD: Chemical Vapor Deposition) (for example, Patent Document 1). In this case, the boron-doped diamond is formed in a thin film on a flat growth substrate. Therefore, the shape of the conductive diamond electrode is limited. Further, since the size of the boron-doped diamond thin film depends on the size of the CVD apparatus, there is a problem that it is difficult to increase the size of the conductive diamond electrode. Furthermore, since the growth of the boron-doped diamond crystal requires a high temperature condition of 800 ° C. or higher, the problem of melting the base material on which the boron-doped diamond crystal is grown and the thermal expansion coefficient between the boron-doped diamond crystal and the base material Due to this difference, there was a problem that the boron-doped diamond crystal peeled off from the base material during cooling. As a result, materials that can be used as the base material are very limited, such as Si and Mo. These substrates are relatively expensive and difficult to process after the formation of boron-doped diamond crystals.

これらの課題を解決するために、近年、パウダー状のホウ素ドープダイヤモンドを作製する方法や、低温条件でホウ素ドープダイヤモンドを成長させることに関する研究が行われている(例えば、特許文献2、非特許文献1,2)。特に、パウダー状のホウ素ドープダイヤモンドを作製することができれば、ホウ素ドープダイヤモンドを作製した後の加工が容易であり、ホウ素ドープダイヤモンドの利用分野の拡大につながる。さらに、ホウ素ドープダイヤモンドをパウダー状に形成することで、比表面積が増加することによる高効率化や、金属微粒子などとの複合化による高機能触媒の作製などが期待される。   In order to solve these problems, research on methods for producing powdery boron-doped diamond and growing boron-doped diamond under low temperature conditions has been conducted in recent years (for example, Patent Document 2, Non-Patent Document). 1, 2). In particular, if a powdery boron-doped diamond can be produced, the processing after the boron-doped diamond is produced is easy, leading to an expansion of the field of application of boron-doped diamond. Furthermore, by forming boron-doped diamond in powder form, high efficiency due to an increase in specific surface area and production of a highly functional catalyst by combining with metal fine particles are expected.

また、近年、環境分析、臨床検査、食品検査などの分野おける微量測定において、応答速度やS/N比の向上のために電極のサイズを小さくした微小電極が用いられている。微小電極の応答挙動は、電極のサイズに依存し、電極のサイズが小さくなるにしたがって、応答速度、S/N比が向上する。しかし、電極径を小さくしていくと、得られる電流値自体も小さくなる。そこで、測定値の信頼性を向上させるため(電流値を大きくするため)に、電極の数を増やしてアレイ化した微小電極アレイが用いられている(例えば、特許文献3,4)。この微小電極アレイは、電極上に絶縁ポリマをスクリーン印刷し、ポリマを硬化後、音波により剥離して製造する方法(例えば、特許文献3)やフォトリソグラフィー技術を用いて、電極あるいはマスクのパターンを作製する方法など、作製に手間がかかる。   Further, in recent years, microelectrodes having a small electrode size have been used in micromeasurements in fields such as environmental analysis, clinical examination, and food inspection in order to improve response speed and S / N ratio. The response behavior of the microelectrode depends on the size of the electrode, and the response speed and the S / N ratio improve as the electrode size decreases. However, when the electrode diameter is reduced, the obtained current value itself is also reduced. Therefore, in order to improve the reliability of the measurement value (in order to increase the current value), a microelectrode array in which the number of electrodes is increased to form an array is used (for example, Patent Documents 3 and 4). In this microelectrode array, an insulating polymer is screen-printed on an electrode, and after the polymer is cured, the pattern of the electrode or the mask is formed by using a method (for example, Patent Document 3) or a photolithographic technique. It takes time and effort to make the method.

特開2006−9147号公報JP 2006-9147 A 特表2007−528495号公報Special table 2007-528495 gazette 特表2007−535670号公報Special table 2007-535670 gazette 特開2004−285405号公報JP 2004-285405 A 特開平11−319530号公報JP 11-319530 A

Anne E. Fischer,外1名、"Preparation and Characterization of Boron-Doped Diamond Powder"、J. Electrochem. Soc.、2005年8月、Volume152、9、p.B369-B375Anne E. Fischer, 1 other, "Preparation and Characterization of Boron-Doped Diamond Powder", J. Electrochem. Soc., August 2005, Volume 152, 9, p.B369-B375 Ayten Ay,外2名、"The Physicochemical and Electrochemical Properties of 100 and 500 nm Diameter Diamond Powders Coated with Boron-Doped Nanocrystalline Diamond"、J. Electrochem. Soc.、2008年8月、Volume155、10、p.B1013-B1022Ayten Ay, two others, "The Physicochemical and Electrochemical Properties of 100 and 500 nm Diameter Diamond Powders Coated with Boron-Doped Nanocrystalline Diamond", J. Electrochem. Soc., August 2008, Volume 155, 10, p. B1013- B1022 Y. G. Wang,外3名、"Resonant Raman scattering studies of Fano-type interference in boron doped diamond"、J. Appl. Phys.、2002年、Volume92、12、p.7253Y. G. Wang, 3 others, “Resonant Raman scattering studies of Fano-type interference in boron doped diamond”, J. Appl. Phys., 2002, Volume 92, 12, p.7253

導電性ダイヤモンド電極をセンサなどの装置に適用するためには、導電性ダイヤモンド電極の製作コストを低減することや、量産化のためにより容易に導電性ダイヤモンド電極を作製すること、導電性ダイヤモンド電極の検出感度を向上することが求められている。   In order to apply the conductive diamond electrode to an apparatus such as a sensor, the production cost of the conductive diamond electrode can be reduced, the conductive diamond electrode can be easily manufactured for mass production, There is a need to improve detection sensitivity.

そこで、本発明は、導電性ダイヤモンド電極の製作コストの低減に貢献するとともに、導電性ダイヤモンド電極の検出感度の向上に寄与する技術を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique that contributes to a reduction in manufacturing cost of a conductive diamond electrode and contributes to an improvement in detection sensitivity of the conductive diamond electrode.

上記目的を達成する本発明の導電性ダイヤモンド電極は、集電体と、当該集電体上に配置され、前記集電体と電気的に接続される導電性ダイヤモンド粒子と、を有する導電性ダイヤモンド電極であって、前記導電性ダイヤモンド粒子群間に絶縁性バインダを設け、前記集電体上に導電性ダイヤモンドアレイを形成してなることを特徴としている。   The conductive diamond electrode of the present invention that achieves the above object comprises a current collector, and conductive diamond particles disposed on the current collector and electrically connected to the current collector. An electrode is characterized in that an insulating binder is provided between the conductive diamond particle groups, and a conductive diamond array is formed on the current collector.

また、上記目的を達成する本発明の導電性ダイヤモンド電極の他の態様は、導電性ダイヤモンド粒子と、絶縁性バインダと、を含有する導電性ダイヤモンドインクを堆積させて形成される導電性ダイヤモンド電極であって、前記絶縁性バインダの体積に対する前記導電性ダイヤモンド粒子の体積を20%以上90%以下とすることを特徴としている。   Another embodiment of the conductive diamond electrode of the present invention that achieves the above object is a conductive diamond electrode formed by depositing a conductive diamond ink containing conductive diamond particles and an insulating binder. The volume of the conductive diamond particles relative to the volume of the insulating binder is 20% or more and 90% or less.

また、上記目的を達成する本発明の導電性ダイヤモンド電極の製造方法は、導電性ダイヤモンド粒子を用いて導電性ダイヤモンド電極を製造する導電性ダイヤモンド電極の製造方法であって、絶縁性バインダを溶解させた溶媒に、当該絶縁性バインダの体積に対する前記導電性ダイヤモンド粒子の体積が20%以上90%以下となるように、前記導電性ダイヤモンド粒子を混合し、当該導電性ダイヤモンド粒子を含有する導電性ダイヤモンドインクを得る工程と、前記導電性ダイヤモンドインクを集電体上に堆積させて導電性ダイヤモンド電極を得る工程と、を有することを特徴としている。   The method for producing a conductive diamond electrode of the present invention that achieves the above object is a method for producing a conductive diamond electrode using conductive diamond particles, comprising dissolving an insulating binder. The conductive diamond particles containing the conductive diamond particles are mixed with the solvent so that the volume of the conductive diamond particles with respect to the volume of the insulating binder is 20% to 90%. A step of obtaining an ink, and a step of depositing the conductive diamond ink on a current collector to obtain a conductive diamond electrode.

以上の発明によれば、導電性ダイヤモンド電極の製作コストを低減することに貢献するとともに、導電性ダイヤモンド電極の検出感度の向上に貢献することができる。   According to the above invention, it can contribute to reducing the manufacturing cost of the conductive diamond electrode and can contribute to the improvement of the detection sensitivity of the conductive diamond electrode.

(a)本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の斜視図、(b)本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の分解斜視図である。(A) A perspective view of a conductive diamond electrode according to an embodiment of the present invention, (b) an exploded perspective view of a conductive diamond electrode according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るBDDインクの模式図であり、(a)乾燥前を示す図、(b)乾燥後を示す図である。It is a schematic diagram of the BDD ink which concerns on embodiment of this invention, (a) The figure which shows before drying, (b) The figure which shows after drying. 本発明の実施形態に係るホウ素ドープダイヤモンド粒子(BDDP)を製造するためのMPCVD装置の概略図である。It is the schematic of the MPCVD apparatus for manufacturing the boron dope diamond particle (BDDP) which concerns on embodiment of this invention. BDDPのラマン測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the Raman measurement result of BDDP. DPのラマン測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the Raman measurement result of DP. DP及びBDDPの粒度分布の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the particle size distribution of DP and BDDP. BDDインクの調製方法を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the preparation method of BDD ink. 導電性ダイヤモンド電極の作製工程を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the preparation process of an electroconductive diamond electrode. 実施例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mol/L硫酸ナトリウム水溶液中でのCV図であり、(a)実施例1,2のCV図、(b)実施例3,7のCV図である。It is a CV figure in the 0.5 mol / L sodium sulfate aqueous solution of the electroconductive diamond electrode which concerns on an Example, (a) CV figure of Example 1, 2 and (b) CV figure of Example 3, 7. . 参考例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mol/L硫酸ナトリウム水溶液中でのCV図である。It is a CV figure in the 0.5 mol / L sodium sulfate aqueous solution of the electroconductive diamond electrode which concerns on a reference example. 実施例及び参考例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mol/L硫酸ナトリウム水溶液中で流れるバックグラウンド電流を比較した図である。It is the figure which compared the background current which flows in the 0.5 mol / L sodium sulfate aqueous solution of the electroconductive diamond electrode which concerns on an Example and a reference example. 実施例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mmol/Lフェリシアン化カリウム‐0.5mol/L硫酸ナトリウム水溶液中でのCV図である。It is a CV figure in the 0.5 mmol / L potassium ferricyanide-0.5 mol / L sodium sulfate aqueous solution of the electroconductive diamond electrode which concerns on an Example. 参考例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mmol/Lフェリシアン化カリウム‐0.5mol/L硫酸ナトリウム水溶液中でのCV図である。It is a CV figure in the 0.5 mmol / L potassium ferricyanide-0.5 mol / L sodium sulfate aqueous solution of the electroconductive diamond electrode which concerns on a reference example. 実施例及び参考例に係る導電性ダイヤモンド電極の絶縁性バインダの体積に対するBDDP体積比とFe[(CN)63-/4-の酸化還元反応のS/B比との関係を示す特性図である。The characteristic view which shows the relationship between the BDDP volume ratio with respect to the volume of the insulating binder of the conductive diamond electrode which concerns on an Example and a reference example, and the S / B ratio of the oxidation reduction reaction of Fe [(CN) 6 ] 3- / 4- . It is. (a)従来技術に係る導電性ダイヤモンド電極の説明図、(b)本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の説明図である。(A) Explanatory drawing of the conductive diamond electrode which concerns on a prior art, (b) It is explanatory drawing of the conductive diamond electrode which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例に係る導電性ダイヤモンド電極の0.5mmol/Lアスコルビン酸‐0.1mol/Lリン酸緩衝液(pH 7.4)中でのCV図である。It is a CV figure in 0.5 mmol / L ascorbic acid-0.1 mol / L phosphate buffer (pH 7.4) of the electroconductive diamond electrode which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る導電性ダイヤモンド電極のアスコルビン酸の酸化反応のS/B比を比較した図である。It is the figure which compared the S / B ratio of the oxidation reaction of ascorbic acid of the electroconductive diamond electrode which concerns on the Example of this invention. 電極材料の種類の違いによる電位窓の違いを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the difference in the potential window by the difference in the kind of electrode material.

本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極及び、本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の製造方法について図を参照して詳細に説明する。   A conductive diamond electrode according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing a conductive diamond electrode according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の斜視図である。図1(a)に示すように、本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極1は、導電性ダイヤモンドパウダー(BDDP:Boron Doped Diamond Powder)と絶縁性バインダとを混合したペースト(以後、BDD(Boron Doped Diamond)インク6とする)を、銀ペースト3上をカーボンペースト4で被覆した集電体に堆積して構成される。   FIG. 1A is a perspective view of a conductive diamond electrode according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 (a), a conductive diamond electrode 1 according to an embodiment of the present invention includes a paste (hereinafter referred to as BDD (BDD)) in which conductive diamond powder (BDDP) and an insulating binder are mixed. Boron Doped Diamond) ink 6) is deposited on a current collector in which the silver paste 3 is coated with the carbon paste 4.

図1(b)に導電性ダイヤモンド電極1の分解斜視図を示す。図1(b)に示すように、導電性ダイヤモンド電極1を作製する際、ポリイミド基板2上に、銀ペースト3が印刷され、この銀ペースト3上にカーボンペースト4が印刷される。さらに、カーボンペースト4が印刷された銀ペースト3を覆うように、絶縁樹脂5が印刷される。このとき、絶縁樹脂5が、カーボンペースト4の少なくとも一部を覆わないように絶縁樹脂5が印刷される。つまり、カーボンペースト4のうち絶縁樹脂5で覆われない部分が集電体となり、この部分が見掛け上の電極面積となる。また、銀ペースト3の一端部に絶縁樹脂5で覆われない接続部3aを設けることで、接続部3aが導電性ダイヤモンド電極1とポテンショスタット等の測定装置(検出装置)との接続部分となる。そして、カーボンペースト4上には、BDDインク6が印刷される。   FIG. 1B shows an exploded perspective view of the conductive diamond electrode 1. As shown in FIG. 1B, when producing the conductive diamond electrode 1, a silver paste 3 is printed on the polyimide substrate 2, and a carbon paste 4 is printed on the silver paste 3. Further, an insulating resin 5 is printed so as to cover the silver paste 3 on which the carbon paste 4 is printed. At this time, the insulating resin 5 is printed so that the insulating resin 5 does not cover at least a part of the carbon paste 4. That is, a portion of the carbon paste 4 that is not covered with the insulating resin 5 is a current collector, and this portion is an apparent electrode area. Moreover, by providing the connection part 3a which is not covered with the insulating resin 5 at one end part of the silver paste 3, the connection part 3a becomes a connection part between the conductive diamond electrode 1 and a measuring device (detection device) such as a potentiostat. . A BDD ink 6 is printed on the carbon paste 4.

導電性ダイヤモンドパウダーとしては、例えば、基材としてダイヤモンド粒子(DP:Diamond Powder)を用い、このダイヤモンド粒子の表面上にホウ素をドープしたダイヤモンド(BDD:Boron Doped Diamond)層を形成した導電性ダイヤモンド粒子からなるものが挙げられる。   As the conductive diamond powder, for example, diamond particles (DP: Diamond Powder) are used as a base material, and conductive diamond particles in which a boron-doped diamond (BDD: Boron Doped Diamond) layer is formed on the surface of the diamond particles. The thing which consists of is mentioned.

ダイヤモンド粒子は、研磨剤として市販されている絶縁性のダイヤモンドパウダーなど、天然のダイヤモンドパウダーや人工的に作製されたダイヤモンドパウダーを用いることができる。人工的なダイヤモンドパウダーは、熱CVDや、RFプラズマ、熱フィラメントCVD法などのCVD法や、イオンビーム法やイオン化蒸着法といったPVD法、及び高温高圧法などで作製することができる。ダイヤモンド粒子の粒子径(平均粒子径)や形状は、特に限定されるものではないが、BDDインク6の作業性及びBDDインク6を乾燥した後のBDD層の厚さなどを勘案して適宜設定される。例えば、ダイヤモンド粒子の粒子径を、5nm〜100μm、より好ましくは、50nm〜10μmとすると、BDDインク6を印刷して導電性ダイヤモンド電極1を作製するのに十分な作業性を確保でき、作製された導電性ダイヤモンド電極1において、導電性ダイヤモンド粒子と集電体とが電気的に接続された状態となる。   As the diamond particles, natural diamond powder such as insulating diamond powder commercially available as an abrasive or artificially produced diamond powder can be used. Artificial diamond powder can be produced by CVD such as thermal CVD, RF plasma, hot filament CVD, PVD such as ion beam or ionized vapor deposition, and high temperature and high pressure. The particle diameter (average particle diameter) and shape of the diamond particles are not particularly limited, but are appropriately set in consideration of the workability of the BDD ink 6 and the thickness of the BDD layer after the BDD ink 6 is dried. Is done. For example, when the particle diameter of diamond particles is 5 nm to 100 μm, and more preferably 50 nm to 10 μm, sufficient workability can be secured to produce the conductive diamond electrode 1 by printing the BDD ink 6. In the conductive diamond electrode 1, the conductive diamond particles and the current collector are electrically connected.

ダイヤモンド粒子の表面にBDD層を形成する際、ダイヤモンドにドープするホウ素の量は、少なくともダイヤモンドを構成する炭素に対してホウ素を10ppm以上、より好ましくは、1000ppm以上、さらに好ましくは、10000ppm以上ドープすると(言い換えるなら、結晶中のホウ素濃度比が1020〜1022cm-3)十分な導電性を有する導電性ダイヤモンド粒子を得ることができる。 When the BDD layer is formed on the surface of the diamond particles, the amount of boron doped into the diamond is at least 10 ppm, more preferably 1000 ppm, and even more preferably 10,000 ppm of boron with respect to the carbon constituting the diamond. (In other words, the boron concentration ratio in the crystal is 10 20 to 10 22 cm −3 ) Conductive diamond particles having sufficient conductivity can be obtained.

BDDインク6に混合される導電性ダイヤモンド粒子は、絶縁性バインダの体積に対して導電性ダイヤモンド粒子の体積が20%以上90%以下となるよう添加する。図2(a)に示すように、絶縁性バインダの体積に対して導電性ダイヤモンド粒子の体積が90%以下となるように導電性ダイヤモンド粒子6aを添加したBDDインク6をカーボンペースト4に印刷した際、導電性ダイヤモンド粒子6aは凝集して導電性ダイヤモンド粒子群6bを形成している。一般にカーボンブラック等の導電性粒子は、その多くは凝集して塊となっているものが多いことが知られており(例えば、特許文献5)、本発明の導電性ダイヤモンド粒子6aも同様に凝集体を形成しているものと考えられる。このBDDインク6を乾燥させると、図2(b)に示すように、BDDインク6から溶媒が揮発することにより、BDDインク6の膜厚が薄くなる。その結果、導電性ダイヤモンド粒子6a間におけるBDDインク6膜の垂直方向の距離が短くなるとともに、導電性ダイヤモンド粒子群6bを構成する導電性ダイヤモンド粒子6a同士が密に接触することで、BDDインク6部の表面から露出している導電性ダイヤモンド粒子6aと集電体4とが導電性ダイヤモンド粒子6aによって電気的に接続した導電性ダイヤモンド粒子群6bを形成するものと考えられる。なお、BDD層の平面方向の導電性ダイヤモンド粒子群6b間には絶縁性バインダが存在するので、電極表面の形態は、絶縁性バインダに囲まれた導電性ダイヤモンド粒子群6bが低密度に分散した形態(擬似微小電極)となる。   The conductive diamond particles mixed in the BDD ink 6 are added so that the volume of the conductive diamond particles is 20% to 90% with respect to the volume of the insulating binder. As shown in FIG. 2A, the BDD ink 6 to which the conductive diamond particles 6a are added is printed on the carbon paste 4 so that the volume of the conductive diamond particles is 90% or less with respect to the volume of the insulating binder. At this time, the conductive diamond particles 6a aggregate to form a conductive diamond particle group 6b. In general, it is known that many conductive particles such as carbon black are often aggregated into a lump (for example, Patent Document 5), and the conductive diamond particles 6a of the present invention are also agglomerated in the same manner. It is thought that it forms a collection. When the BDD ink 6 is dried, as shown in FIG. 2B, the solvent is volatilized from the BDD ink 6, so that the film thickness of the BDD ink 6 becomes thin. As a result, the distance in the vertical direction of the BDD ink 6 film between the conductive diamond particles 6a is shortened, and the conductive diamond particles 6a constituting the conductive diamond particle group 6b are in close contact with each other, so that the BDD ink 6 It is considered that the conductive diamond particles 6a exposed from the surface of the portion and the current collector 4 form a conductive diamond particle group 6b electrically connected by the conductive diamond particles 6a. In addition, since an insulating binder exists between the conductive diamond particle groups 6b in the planar direction of the BDD layer, the conductive diamond particle groups 6b surrounded by the insulating binder are dispersed at a low density. Form (pseudo microelectrode).

一方、絶縁性バインダの体積に対する導電性ダイヤモンド粒子6aの体積が90%を超えて導電性ダイヤモンド粒子6aの体積比が高くなるにつれて、BDDインク6を乾燥させて得られるBDD層において、導電性ダイヤモンド粒子群6b同士が電気的に接続する傾向が高くなる。そのため、導電性ダイヤモンド電極1表面に、カーボンペースト4と電気的に接続したダイヤモンド粒子群6bが、低密度に存在する擬似微小電極としての形態とならない。また、絶縁性バインダの体積に対する導電性ダイヤモンド粒子6aの体積が20%よりも小さくなると、BDD層において、絶縁性バインダに包囲されてカーボンペースト4と電気的に接続できない導電性ダイヤモンド粒子6aの割合が増加し、導電性ダイヤモンド電極1に流れるファラデー電流が減少する。   On the other hand, in the BDD layer obtained by drying the BDD ink 6, as the volume ratio of the conductive diamond particles 6a with respect to the volume of the insulating binder exceeds 90% and the volume ratio of the conductive diamond particles 6a increases, conductive diamond The tendency that the particle groups 6b are electrically connected to each other increases. Therefore, the diamond particle group 6b electrically connected to the carbon paste 4 on the surface of the conductive diamond electrode 1 does not have a form as a pseudo microelectrode existing at a low density. Further, when the volume of the conductive diamond particles 6a with respect to the volume of the insulating binder is smaller than 20%, the ratio of the conductive diamond particles 6a that are surrounded by the insulating binder and cannot be electrically connected to the carbon paste 4 in the BDD layer. Increases and the Faraday current flowing through the conductive diamond electrode 1 decreases.

絶縁性バインダは、集電体への密着性の観点から多価カルボン酸(ジカルボン酸)とポリアルコール(ジオール)との縮重合体である各種ポリエステル樹脂が好ましい。なお、絶縁性バインダとしては、ポリエステル樹脂に限定されるものではなく、ウレタン変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステルなどの各種変性ポリエステル樹脂や、ポリエーテルウレタン樹脂、ポリカーボネートウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル重合体、マレイン化ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド、ニトロセルロース、セルロース・アセテート・ブチレート(CAB)、セルロース・アセテート・プロピオネート(CAP)などの変性セルロース類などを用いてもよい。   The insulating binder is preferably various polyester resins which are polycondensates of polycarboxylic acid (dicarboxylic acid) and polyalcohol (diol) from the viewpoint of adhesion to the current collector. The insulating binder is not limited to a polyester resin, but includes various modified polyester resins such as urethane-modified polyester resin, epoxy-modified polyester resin, and acrylic-modified polyester, polyether urethane resin, polycarbonate urethane resin, polyethylene, Polyolefin resins such as polypropylene, ethylene vinyl acetate polymer, maleated polyolefin, vinyl chloride / vinyl acetate polymer, epoxy resin, phenol resin, polyamideimide, nitrocellulose, cellulose acetate acetate butyrate (CAB), cellulose acetate acetate Modified celluloses such as propionate (CAP) may be used.

次に、具体的な実施例を示して、本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極及び、本発明の実施形態に係る導電性ダイヤモンド電極の製造方法についてより詳細に説明する。   Next, with reference to specific examples, the conductive diamond electrode according to the embodiment of the present invention and the method for manufacturing the conductive diamond electrode according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

(実施例)
[ホウ素ドープダイヤモンドパウダー(BDDP)の作製方法]
図3に、ホウ素ドープダイヤモンドパウダーを作製するマイクロ波プラズマCVD装置(MPCVD装置7)の概略図を示す。実施例(及び参考例)では、ASTeX社製のMPCVD装置を用いて、ホウ素ドープダイヤモンドパウダーを作製した。
(Example)
[Method for producing boron-doped diamond powder (BDDP)]
FIG. 3 shows a schematic diagram of a microwave plasma CVD apparatus (MPCVD apparatus 7) for producing boron-doped diamond powder. In Examples (and Reference Examples), boron-doped diamond powder was prepared using an MPCVD apparatus manufactured by ASTeX.

BDD層を成長させる基材であるダイヤモンドパウダー(DP)として、粉砕天然ダイヤモンドパウダー(Element Six社製、Micron+SND、粒子径0〜0.5μm)を用いた。   As diamond powder (DP) which is a base material for growing the BDD layer, pulverized natural diamond powder (manufactured by Element Six, Micron + SND, particle size 0 to 0.5 μm) was used.

まず、ダイヤモンドパウダーには、不純物として金属成分や各種sp2カーボンが含まれており、これら不純物は最終生成物に悪影響を与える。そこで、これら不純物を除去するために、60℃に加熱した王水で30分間、同様に、60℃に加熱した30%過酸化水素水で30分間処理し、ダイヤモンドパウダーに含まれる不純物を除去した。洗浄したダイヤモンドパウダーは、超純水・2−プロパノール・アセトン中で超音波洗浄し、乾燥させた。 First, diamond powder contains metal components and various sp 2 carbons as impurities, and these impurities adversely affect the final product. Therefore, in order to remove these impurities, it was treated with aqua regia heated to 60 ° C. for 30 minutes and similarly with 30% hydrogen peroxide solution heated to 60 ° C. for 30 minutes to remove impurities contained in the diamond powder. . The washed diamond powder was ultrasonically cleaned in ultrapure water, 2-propanol, and acetone and dried.

表面を洗浄したダイヤモンドパウダー1.0gを、MPCVD装置7内の格納容器8に基材として格納し、ダイヤモンドパウダーの表層にホウ素をドープしたダイヤモンド層を成長させた。   1.0 g of the diamond powder whose surface was cleaned was stored as a base material in the storage container 8 in the MPCVD apparatus 7, and a diamond layer doped with boron was grown on the surface layer of the diamond powder.

炭素源には、ホウ素濃度比(B/C)が20000ppmになるようにトリメトキシボラン(trimethoxyborane:B(OCH33)を溶解させたアセトン・メタノール混合溶液を用いた。格納容器8に格納されたダイヤモンドパウダーに、石英窓からマイクロ波を照射した状態で、格納容器8にトリメトキシボラン及び水素を供給して、ダイヤモンドパウダーの表面にホウ素をドープしたダイヤモンド層を成長させ、ホウ素ドープダイヤモンドパウダーを得た。マイクロ波出力は、1300Wで固定し、成長時間は8時間とした。詳細な反応条件を表1に示す。 As the carbon source, an acetone / methanol mixed solution in which trimethoxyborane (B (OCH 3 ) 3 ) was dissolved so that the boron concentration ratio (B / C) was 20000 ppm was used. In a state where the diamond powder stored in the storage container 8 is irradiated with microwaves from a quartz window, trimethoxyborane and hydrogen are supplied to the storage container 8 to grow a diamond layer doped with boron on the surface of the diamond powder. Boron doped diamond powder was obtained. The microwave output was fixed at 1300 W, and the growth time was 8 hours. Detailed reaction conditions are shown in Table 1.

Figure 2013076130
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BDD層成長後に、マッフル炉により空気中で425℃、5時間の条件下で加熱し、BDD層の成長時に生じたグラファイト不純物を除去した。その後、熱処理により酸化された表面に対して水素終端化処理を行った。水素終端化処理の処理条件は、水素流量100sccm、圧力20Torr、マイクロ波出力500W、ステージ温度800℃の条件で、1時間水素プラズマ処理を行った。   After the growth of the BDD layer, the muffle furnace was heated in air at 425 ° C. for 5 hours to remove graphite impurities generated during the growth of the BDD layer. Thereafter, a hydrogen termination treatment was performed on the surface oxidized by the heat treatment. The hydrogen termination treatment was performed under the conditions of a hydrogen flow rate of 100 sccm, a pressure of 20 Torr, a microwave output of 500 W, and a stage temperature of 800 ° C. for 1 hour.

[ラマン測定]
ラマン分光器(NSR−3200、JASCO社製)を用いて、得られたBDDPのラマン測定を行った。測定結果を図4に示す。参考例として、図5に、ダイヤモンドパウダー(DP)のラマン測定結果を示す。上記のラマン測定において、測定条件は、測定範囲:1100〜1800cm-1、レーザー波長:532nm、積算回数:5回で行った。
[Raman measurement]
Raman measurement of the obtained BDDP was performed using a Raman spectrometer (NSR-3200, manufactured by JASCO). The measurement results are shown in FIG. As a reference example, FIG. 5 shows the Raman measurement result of diamond powder (DP). In the above Raman measurement, the measurement conditions were as follows: measurement range: 1100 to 1800 cm −1 , laser wavelength: 532 nm, integration number: 5 times.

ラマンスペクトルの1332cm-1付近のピーク(ダイヤモンド(sp3)に対応するピーク)位置は、ホウ素濃度と相関があり、ホウ素ドープダイヤモンド中のホウ素濃度の増加に従って、このピーク位置が低波数シフトすることが知られている(例えば、非特許文献3)。 The peak near 1332 cm −1 of the Raman spectrum (peak corresponding to diamond (sp 3 )) correlates with the boron concentration, and this peak position shifts at a low wavenumber as the boron concentration in boron-doped diamond increases. Is known (for example, Non-Patent Document 3).

BDDPのラマン測定結果(図4に示す)とDPのラマン測定結果(図5に示す)とを比較すると、BDDPでの測定結果では、1332cm-1付近にダイヤモンド(sp3)ピークがあるのに対して、DPでは、1336cm-1付近にダイヤモンド(sp3)のピークがあることが確認できる。つまり、CVD処理後のBDDPは、ダイヤモンド(sp3)に対応するピークが低波数側にシフトしており、このラマン測定の結果より、上記MPCVD装置7でDPを処理することで、DP上にBDD層が成長していることが確認できた。 Comparing the BDDP Raman measurement result (shown in FIG. 4) with the DP Raman measurement result (shown in FIG. 5), the BDDP measurement result has a diamond (sp 3 ) peak near 1332 cm −1. On the other hand, in DP, it can be confirmed that there is a peak of diamond (sp 3 ) near 1336 cm −1 . That is, in the BDDP after the CVD process, the peak corresponding to diamond (sp 3 ) is shifted to the low wave number side, and from the result of this Raman measurement, the DP is processed by the MPCVD apparatus 7 to be on the DP. It was confirmed that the BDD layer was growing.

[BDDPの粒度分布測定]
図6に、基材としたDPの粒度分布の測定結果と得られたBDDPの粒度分布の測定結果を示す。粒度分布の測定は、レーザー回折式散乱法で行った。なお、相対粒子量は体積を基準としたものである。
[BDDP particle size distribution measurement]
In FIG. 6, the measurement result of the particle size distribution of DP used as the base material and the measurement result of the particle size distribution of the obtained BDDP are shown. The particle size distribution was measured by a laser diffraction scattering method. The relative particle amount is based on volume.

図6に示すように、DPは、粒子径0.1〜1μmの範囲に粒度分布があるので、BDDPの粒度分布もほぼ同じ傾向の粒度分布を示している。なお、BDDPでは、粒子径5〜50μm付近にも分布が存在しており、これはBDDP粒子の凝集によるものと考えられる。このように、BDDPとバインダとの混合前においても、既にBDDPの凝集体が存在している。また、BDDPをBDDインクとすることでこの凝集体の形成が促進され、BDDPとカーボンペーストとの電気的接続(通電パス)構造がより多く形成されやすいので、BDDPは、擬似微小電極の製造に適した導電性ダイヤモンド粒子であると考えられる。   As shown in FIG. 6, since DP has a particle size distribution in the range of 0.1 to 1 μm in particle size, the particle size distribution of BDDP shows a particle size distribution having almost the same tendency. In BDDP, a distribution is also present in the vicinity of a particle diameter of 5 to 50 μm, which is considered to be due to aggregation of BDDP particles. Thus, even before mixing of the BDDP and the binder, BDDP aggregates already exist. In addition, the formation of this aggregate is promoted by using BDDP as the BDD ink, and more electrical connection (energization path) structures between the BDDP and the carbon paste are easily formed. It is considered to be a suitable conductive diamond particle.

[導電性ダイヤモンド電極の作製方法]
1.ホウ素ドープダイヤモンド(BDD)インクの調製
図7に、BDDインクの調製方法のフロー図を示す。この図に基づいて、ポリエステル樹脂(絶縁性バインダ)の体積に対するBDDP体積比が89%であるBDDインクの調製方法について説明する。まず、ビーカに絶縁性バインダとしてポリエステル樹脂(商品名:バイロンGK−140、東洋紡績株式会社製)を40mg秤量した。
[Method for producing conductive diamond electrode]
1. Preparation of Boron Doped Diamond (BDD) Ink FIG. 7 shows a flow diagram of a method for preparing BDD ink. Based on this figure, the preparation method of the BDD ink whose BDDP volume ratio with respect to the volume of the polyester resin (insulating binder) is 89% will be described. First, 40 mg of polyester resin (trade name: Byron GK-140, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as an insulating binder was weighed into a beaker.

次に、ポリエステル樹脂40mgに対して、メチルエチルケトンをパスツールピペットで5滴(63.0mg)、イソホロンをパスツールピペットで5滴(79.4mg)を加えてポリエステル樹脂を溶解させた。この時、メチルエチルケトンは揮発しやすいため、適宜追加した。ポリエステル樹脂を溶解させた後、BDDPを100mg加えて、十分に分散させてBDDインクを調製した。なお、同様の方法で、BDDPとポリエステル樹脂の割合を変化させたBDDインクを作製した。実施例1〜7に係るBDDインク中のポリエステル樹脂とBDDPの割合を表2に、参考例1に係るBDDインク中のポリエステル樹脂とBDDPの割合を表3にそれぞれ示す。表2、表3において、ダイヤモンド密度3.5g/cm3、ポリエステル樹脂密度1.25g/cm3に基づいてポリエステル樹脂/BDDP質量比から、ポリエステル樹脂の体積に対するBDDP体積比(%)を算出した。 Next, 5 drops (63.0 mg) of methyl ethyl ketone with a Pasteur pipette and 5 drops (79.4 mg) of isophorone with a Pasteur pipette were added to 40 mg of the polyester resin to dissolve the polyester resin. At this time, methyl ethyl ketone was easily added because it easily volatilizes. After dissolving the polyester resin, 100 mg of BDDP was added and sufficiently dispersed to prepare a BDD ink. A BDD ink in which the ratio of BDDP and polyester resin was changed was prepared in the same manner. Table 2 shows the ratio of the polyester resin and BDDP in the BDD inks according to Examples 1 to 7, and Table 3 shows the ratio of the polyester resin and BDDP in the BDD ink according to Reference Example 1. In Tables 2 and 3, the BDDP volume ratio (%) to the polyester resin volume was calculated from the polyester resin / BDDP mass ratio based on the diamond density of 3.5 g / cm 3 and the polyester resin density of 1.25 g / cm 3 . .

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2.スクリーン印刷
導電性ダイヤモンド電極の作製は、スクリーン印刷機(NEW LONG社製、LS−150TV)を用いて行った。スクリーン印刷は、孔版印刷の一種で、版自体に穴を開け、そこからインクを擦りつける印刷法である。スクリーン印刷では、一般的にポリアミド繊維やポリアリレート繊維などの化学繊維で織ったスクリーンの目を利用し、セラミックス、回路基板、プリント配線基板、フィルム回路基板をはじめ、多くの電子部品の製造工程に利用されている。スクリーン印刷は、幅広い素材に印刷が可能で、平面だけでなく、曲面にも印刷できる。その他にも、再現性や生産性に優れていることや、数十から数百μm程度の膜厚印刷が可能であること、インクに多様性があることなど様々な特徴がある。
2. Screen printing The production of the conductive diamond electrode was performed using a screen printer (manufactured by NEW LONG, LS-150TV). Screen printing is a type of stencil printing, and is a printing method in which holes are made in the plate itself and ink is rubbed from there. In screen printing, screen eyes woven with chemical fibers such as polyamide fibers and polyarylate fibers are generally used to manufacture many electronic components such as ceramics, circuit boards, printed circuit boards, and film circuit boards. It's being used. Screen printing can print on a wide range of materials and can print on curved surfaces as well as flat surfaces. In addition, there are various features such as excellent reproducibility and productivity, printing with a film thickness of about several tens to several hundreds of μm, and a variety of inks.

スクリーン印刷機による導電性ダイヤモンド電極の作製方法について、図1(a)に示す導電性ダイヤモンド電極1の外観図(及び、図1(b)に示す分解図)と、図8に示す導電性ダイヤモンド電極1の作製フロー図を参照して説明する。   With respect to a method for producing a conductive diamond electrode by a screen printer, an external view of the conductive diamond electrode 1 shown in FIG. 1 (a) (and an exploded view shown in FIG. 1 (b)) and a conductive diamond shown in FIG. This will be described with reference to a production flow diagram of the electrode 1.

導電性ダイヤモンド電極1は、上記表2に示した実施例1〜7に係るBDDインク及び上記表3に示した参考例1に係るBDDインクを用いて、それぞれ実施例1〜7に係る導電性ダイヤモンド電極及び参考例1に係る導電性ダイヤモンド電極を作製した。   The conductive diamond electrode 1 uses the BDD ink according to Examples 1 to 7 shown in Table 2 and the BDD ink according to Reference Example 1 shown in Table 3 above. A diamond electrode and a conductive diamond electrode according to Reference Example 1 were produced.

なお、図8の導電性ダイヤモンド電極1の作製フロー図の説明では、実施例1に係る導電性ダイヤモンド電極の作製方法を例示して説明する。他の実施例及び参考例に係る導電性ダイヤモンド電極の作製方法については、BDDインク中のBDDP体積比が異なること以外は実施例1の導電性ダイヤモンド電極の作製方法と同様の方法で作製できるので、重複を避けるため説明を省略する。   In the description of the flow chart for producing the conductive diamond electrode 1 in FIG. 8, a method for producing the conductive diamond electrode according to Example 1 will be described as an example. About the manufacturing method of the conductive diamond electrode which concerns on another Example and a reference example, since it can manufacture by the method similar to the manufacturing method of the conductive diamond electrode of Example 1 except that the BDDp volume ratio in BDD ink differs. The description is omitted to avoid duplication.

図8に示すように、まず、ポリイミド基板2(商品名:カプトンフィルム、東レ・デュポン株式会社製)に銀ペースト3(ECM−100 AF5000、太陽インキ株式会社製)を印刷した(ステップS1)。   As shown in FIG. 8, first, silver paste 3 (ECM-100 AF5000, manufactured by Taiyo Ink Co., Ltd.) was printed on polyimide substrate 2 (trade name: Kapton Film, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) (step S1).

次に、印刷された銀ペースト3上に、カーボンペースト4(JELCON CH−10,十条ケミカル株式会社製)を印刷した(ステップS2)。   Next, carbon paste 4 (JELCON CH-10, manufactured by Jujo Chemical Co., Ltd.) was printed on the printed silver paste 3 (step S2).

さらに、銀ペースト3を覆うように、レジストインキの一種である絶縁樹脂5(TF−200FR1、太陽インキ株式会社製)を印刷した(ステップS3)。この時、ステップ2で形成されたカーボンペースト4の少なくとも一部を被覆しないように絶縁樹脂5が印刷される。この絶縁樹脂5が印刷されないカーボンペースト4が導電性ダイヤモンド電極1の集電体として作用する。   Furthermore, the insulating resin 5 (TF-200FR1, manufactured by Taiyo Ink Co., Ltd.), which is a kind of resist ink, was printed so as to cover the silver paste 3 (step S3). At this time, the insulating resin 5 is printed so as not to cover at least a part of the carbon paste 4 formed in Step 2. The carbon paste 4 on which the insulating resin 5 is not printed functions as a current collector for the conductive diamond electrode 1.

そして、カーボンペースト4上に、表2に示した実施例1のBDDインク6を印刷した(ステップS4)。BDDインク6を印刷した後、120℃で30分加熱し、導電性ダイヤモンド電極1を作製した(ステップS5)。   And the BDD ink 6 of Example 1 shown in Table 2 was printed on the carbon paste 4 (step S4). After printing the BDD ink 6, the conductive diamond electrode 1 was produced by heating at 120 ° C. for 30 minutes (step S5).

[導電性ダイヤモンド電極の評価]
1.硫酸ナトリウム水溶液中での電気化学的特性
導電性ダイヤモンド電極の評価として、硫酸ナトリウム水溶液中で、サイクリックボルタンメトリー(以後、CV測定)を行った。CV測定は、ポテンショスタット(HZ−5000、北斗電工株式会社製)を用いて、3電極系により行った。測定装置の構成及び測定条件を以下に示す。
作用極:導電性ダイヤモンド電極
対極:白金線
測定溶液:硫酸ナトリウム水溶液(0.5mol/L)
参照電極:銀/塩化銀(Ag/AgCl)飽和塩化カリウム電極
掃引速度:10mV/s
実施例1,2の導電性ダイヤモンド電極での測定結果を図9(a)に、実施例3,7の導電性ダイヤモンド電極での測定結果を図9(b)に、参考例1の導電性ダイヤモンド電極での測定結果を図10にそれぞれ示す。また、導電性ダイヤモンド電極に0.3V(vs Ag/AgCl)の電位を印加した時に流れる電流値をバックグラウンド電流として測定した。実施例1〜7、参考例1の導電性ダイヤモンド電極で測定したバックグラウンド電流の測定結果を図11に示す。
[Evaluation of conductive diamond electrode]
1. Electrochemical characteristics in aqueous sodium sulfate solution As an evaluation of the conductive diamond electrode, cyclic voltammetry (hereinafter, CV measurement) was performed in an aqueous sodium sulfate solution. CV measurement was performed with a three-electrode system using a potentiostat (HZ-5000, manufactured by Hokuto Denko Corporation). The configuration of the measurement apparatus and measurement conditions are shown below.
Working electrode: Conductive diamond electrode Counter electrode: Platinum wire measurement solution: Sodium sulfate aqueous solution (0.5 mol / L)
Reference electrode: Silver / silver chloride (Ag / AgCl) saturated potassium chloride electrode Sweep speed: 10 mV / s
The measurement results with the conductive diamond electrodes of Examples 1 and 2 are shown in FIG. 9A, the measurement results with the conductive diamond electrodes of Examples 3 and 7 are shown in FIG. 9B, and the conductivity of Reference Example 1 is shown. The measurement results at the diamond electrode are shown in FIG. Further, the value of the current that flows when a potential of 0.3 V (vs Ag / AgCl) was applied to the conductive diamond electrode was measured as the background current. The measurement results of the background current measured with the conductive diamond electrodes of Examples 1 to 7 and Reference Example 1 are shown in FIG.

図11に示すように、絶縁性バインダの体積に対する導電性ダイヤモンド粒子の体積比が20%以上90%以下の範囲において、導電性ダイヤモンド電極は、参考例1と比較してバックグラウンド電流の値を低減できることがわかる。   As shown in FIG. 11, when the volume ratio of the conductive diamond particles to the volume of the insulating binder is in the range of 20% to 90%, the conductive diamond electrode has a background current value as compared with Reference Example 1. It can be seen that it can be reduced.

2.フェリシアン化カリウム(K3[Fe(CN)6])水溶液での電気化学的特性
導電性ダイヤモンド電極のさらなる評価として、一般的な電気化学特性の評価を行うために用いられる酸化還元種であるフェリシアン化カリウムを含有する硫酸ナトリウム水溶液で、CV測定を行った。測定装置の構成及び測定条件は、以下のとおりである。
作用極:導電性ダイヤモンド電極
対極:白金線
測定溶液:フェリシアン化カリウム(0.5mmol/L)−硫酸ナトリウム水溶液(0.5mol/L)
参照電極:銀/塩化銀(Ag/AgCl)飽和塩化カリウム電極
掃引速度:10mV/s
実施例1,2,3,7の導電性ダイヤモンド電極でのCV測定結果を図12に、参考例1の導電性ダイヤモンド電極でのCV測定結果を図13に示す。
2. Electrochemical properties in aqueous solution of potassium ferricyanide (K 3 [Fe (CN) 6 ]) Potassium ferricyanide, which is a redox species used to evaluate general electrochemical properties as a further evaluation of conductive diamond electrodes CV measurement was carried out with a sodium sulfate aqueous solution containing. The configuration of the measuring apparatus and the measurement conditions are as follows.
Working electrode: conductive diamond electrode Counter electrode: platinum wire measurement solution: potassium ferricyanide (0.5 mmol / L) -sodium sulfate aqueous solution (0.5 mol / L)
Reference electrode: Silver / silver chloride (Ag / AgCl) saturated potassium chloride electrode Sweep speed: 10 mV / s
The CV measurement result with the conductive diamond electrode of Examples 1, 2, 3, and 7 is shown in FIG. 12, and the CV measurement result with the conductive diamond electrode of Reference Example 1 is shown in FIG.

また、フェリシアン化カリウムを含む水溶液中で測定したCVにおいて、負方向に電位掃引した時の電流値をバックグラウンド電流を含むシグナル電流とし、同様に硫酸ナトリウム水溶液中で測定したものをバックグラウンド電流として、シグナル電流とバックグラウンド電流の比の最大値を、シグナル/バックグラウンド電流比(S/B比)として算出した。実施例1〜7、参考例1の導電性ダイヤモンド電極でのS/B算出結果を図14示す。   In addition, in CV measured in an aqueous solution containing potassium ferricyanide, the current value when the potential was swept in the negative direction was defined as a signal current including a background current, and similarly measured in an aqueous sodium sulfate solution as a background current. The maximum value of the ratio between the signal current and the background current was calculated as the signal / background current ratio (S / B ratio). The S / B calculation result in Examples 1-7 and the conductive diamond electrode of Reference Example 1 is shown in FIG.

また、実施例1〜7の導電性ダイヤモンド電極で算出されたS/B比を表4に、参考例1の導電性ダイヤモンド電極で算出されたS/B比を表5に示す。   Table 4 shows S / B ratios calculated for the conductive diamond electrodes of Examples 1 to 7, and Table 5 shows S / B ratios calculated for the conductive diamond electrode of Reference Example 1.

Figure 2013076130
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Figure 2013076130
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図13に示すように、参考例1の導電性ダイヤモンド電極は、平板電極と同じように、Fe[(CN)63-/4-の酸化還元反応に起因する電流ピークが確認できる。これは、導電性ダイヤモンド粒子が「アレイ」を形成しておらず、その結果、導電性ダイヤモンド粒子が電極表面上に連続的に存在して、導電性ダイヤモンド電極が微小電極様の特性を持たなくなったものと考えられる。 As shown in FIG. 13, in the conductive diamond electrode of Reference Example 1, a current peak caused by the oxidation-reduction reaction of Fe [(CN) 6 ] 3− / 4− can be confirmed as in the case of the flat plate electrode. This is because the conductive diamond particles do not form an "array" and as a result, the conductive diamond particles are continuously present on the electrode surface and the conductive diamond electrode has no microelectrode-like properties. It is thought that.

図12に示すように、実施例1に係る導電性ダイヤモンド電極においても、Fe[(CN)63-/4-の酸化還元反応に起因する電流ピークが確認できるものの、実施例1に係る導電性ダイヤモンド電極は、疑似微小電極としての特徴(S/B比の向上などの)も認められており、絶縁性バインダの体積に対してBDDPの体積が90%以下のBDDインクを用いて導電性ダイヤモンド電極を作成すれば、導電性ダイヤモンド電極が擬似微小電極様の特性を持った導電性ダイヤモンド電極を得ることができるものと考えられる。 As shown in FIG. 12, even in the conductive diamond electrode according to Example 1, although the current peak due to the oxidation-reduction reaction of Fe [(CN) 6 ] 3− / 4− can be confirmed, it is related to Example 1. The conductive diamond electrode has also been recognized as a pseudo microelectrode (such as an improved S / B ratio), and is conductive using a BDD ink having a BDDP volume of 90% or less with respect to the volume of the insulating binder. If a conductive diamond electrode is prepared, it is considered that a conductive diamond electrode having a pseudo-microelectrode-like characteristic can be obtained.

図14に示すように、実施例1〜7の導電性ダイヤモンド電極は、参考例1の導電性ダイヤモンド電極に比べ高いS/B比が得られた。また、BDDP体積比が40%付近にS/B比のピークが確認でき、好ましくはBDDPの体積比が20%以上90%以下の範囲においてバックグラウンド電流が小さく、かつ、S/B比が大きくなる結果が得られた。したがって、導電性ダイヤモンド電極においてBDDPの体積比を20%以上90%以下とした時、センサなどの計測装置に適用するために必要とされる高い検出感度を有する電極を得ることができる。特に、BDDP体積比が30%以上55%以下の時、S/B比が6000以上であり、より高い検出感度を有する電極を得ることができる。   As shown in FIG. 14, the conductive diamond electrodes of Examples 1 to 7 had a higher S / B ratio than the conductive diamond electrode of Reference Example 1. Moreover, the peak of S / B ratio can be confirmed when the BDDP volume ratio is around 40%, and preferably the background current is small and the S / B ratio is large when the volume ratio of BDDP is 20% or more and 90% or less. The result was obtained. Therefore, when the volume ratio of BDDP is 20% or more and 90% or less in the conductive diamond electrode, an electrode having high detection sensitivity required for application to a measuring device such as a sensor can be obtained. In particular, when the BDDP volume ratio is 30% or more and 55% or less, the S / B ratio is 6000 or more, and an electrode having higher detection sensitivity can be obtained.

ここで、BDDP体積比の違いによるS/B比の違いについて図15を参照して説明する。図15(a)に示すように、BDDP体積比が大きい場合(90%を超える場合)、導電性ダイヤモンド電極を構成する導電性ダイヤモンド粒子がお互いに接触しており、導電性ダイヤモンド電極に拡散する酸化還元種は、導電性ダイヤモンド電極に対して線形拡散することとなる。一方、図15(b)に示すように、BDDP体積比が小さい場合(90%以下)、集電体と電気的に接続している導電性ダイヤモンド粒子群との間に絶縁性バインダが介在することで、絶縁性バインダに囲まれた導電性ダイヤモンド粒子群(微小電極)が複数存在する構造となる。すなわち、電極表面には、導電性ダイヤモンド粒子が凝集した導電性ダイヤモンドアレイが形成され、いわゆる擬似微小電極を構成する。その結果、個々の微小電極(導電性ダイヤモンド粒子群)への酸化還元種の拡散は、半球面状の拡散となり、微小電極アレイ効果により、S/B比が増加したものと考えられる。   Here, the difference in the S / B ratio due to the difference in the BDDP volume ratio will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15A, when the volume ratio of BDDP is large (when it exceeds 90%), the conductive diamond particles constituting the conductive diamond electrode are in contact with each other and diffuse to the conductive diamond electrode. The redox species will diffuse linearly with respect to the conductive diamond electrode. On the other hand, as shown in FIG. 15B, when the BDDP volume ratio is small (90% or less), an insulating binder is interposed between the current collector and the conductive diamond particle group electrically connected. Thus, a structure in which a plurality of conductive diamond particle groups (microelectrodes) surrounded by an insulating binder exists is obtained. That is, a conductive diamond array in which conductive diamond particles are aggregated is formed on the electrode surface, and a so-called pseudo microelectrode is configured. As a result, the diffusion of the redox species into the individual microelectrodes (conductive diamond particle group) becomes hemispherical diffusion, and it is considered that the S / B ratio is increased due to the microelectrode array effect.

また、BDDP体積比が40%〜55%をピークに、BDDP体積比が減少するにしたがって、S/B比が減少している。その一因としては、集電体の露出がバックグラウンド電流に影響すると考えられる。つまり、BDDP体積比が減少するにしたがってBDDインクの乾燥時の体積減少が大きくなり、これに伴って集電体の露出が増加してバックグランンド電流が上昇することが考えられる。   In addition, the S / B ratio decreases as the BDDP volume ratio decreases, with the BDDP volume ratio peaking at 40% to 55%. One reason for this is considered that the exposure of the current collector affects the background current. That is, it can be considered that as the BDDP volume ratio decreases, the volume decrease during drying of the BDD ink increases, and accordingly, the exposure of the current collector increases and the background current increases.

以上より、BDDP体積比を30%以上55%以下とすることで、導電性ダイヤモンドアレイを形成し、且つ良好に集電体が被覆された導電性ダイヤモンド電極を得ることができるものと考えられる。   From the above, it is considered that when the BDDP volume ratio is 30% or more and 55% or less, a conductive diamond array can be formed and a conductive diamond electrode coated with a current collector can be obtained.

3.アスコルビン酸水溶液中でのシグナル電流/バックグラウンド電流比(S/B比)の比較
導電性ダイヤモンド電極の評価として、生体内に存在する電気化学活性種の代表的な物質であるアスコルビン酸の分析を行った。0.5mmol/Lアスコルビン酸−0.1mol/Lリン酸緩衝液(pH7.4)で、実施例2,3に係る導電性ダイヤモンド電極を用いてCV測定を行った。CV測定は、ポテンショスタット(HZ−5000、北斗電工株式会社製)を用いて、3電極系により行った。測定装置の構成及び測定条件を以下に示す。
作用極:導電性ダイヤモンド電極
対極:白金線
測定溶液:アスコルビン酸(0.5mmol/L)−リン酸緩衝液(pH7.4)(0.1mol/L)
参照電極:銀/塩化銀(Ag/AgCl)飽和塩化カリウム電極
掃引速度:10mV/s
アスコルビン酸−リン酸緩衝液(pH7.4)でのCV測定結果を図16に示す。また、導電性ダイヤモンド電極に1.2V(vs Ag/AgCl)の電位を印加した時に流れる電流値をシグナル電流として測定し、硫酸ナトリウム水溶液中で導電性ダイヤモンド電極に1.2V(vs Ag/AgCl)の電位を印加した時に流れる電流値をバックグランド電流として測定した。そして、このシグナル電流とバックグラウンド電流の比(S/B比)を算出した。算出されたS/B比を図17に示す。
3. Comparison of signal current / background current ratio (S / B ratio) in ascorbic acid aqueous solution As an evaluation of conductive diamond electrodes, analysis of ascorbic acid, a representative substance of electrochemically active species present in vivo, went. CV measurement was performed using the conductive diamond electrode according to Examples 2 and 3 with 0.5 mmol / L ascorbic acid-0.1 mol / L phosphate buffer (pH 7.4). CV measurement was performed with a three-electrode system using a potentiostat (HZ-5000, manufactured by Hokuto Denko Corporation). The configuration of the measurement apparatus and measurement conditions are shown below.
Working electrode: conductive diamond electrode Counter electrode: platinum wire measurement solution: ascorbic acid (0.5 mmol / L) -phosphate buffer (pH 7.4) (0.1 mol / L)
Reference electrode: Silver / silver chloride (Ag / AgCl) saturated potassium chloride electrode Sweep speed: 10 mV / s
FIG. 16 shows the results of CV measurement with ascorbic acid-phosphate buffer (pH 7.4). In addition, the current value that flows when a potential of 1.2 V (vs Ag / AgCl) is applied to the conductive diamond electrode is measured as a signal current, and 1.2 V (vs Ag / AgCl) is applied to the conductive diamond electrode in an aqueous sodium sulfate solution. ) Was applied as a background current. And the ratio (S / B ratio) of this signal current and background current was calculated. FIG. 17 shows the calculated S / B ratio.

実施例2,3に係る導電性ダイヤモンド電極によりアスコルビン酸水溶液中でのシグナル電流/バックグラウンド電流比(S/B比)を算出した結果においても、「2.フェリシアン化カリウム(K3[Fe(CN)6])水溶液での電気化学的特性」におけるBDDP体積比とS/B比との関係と同様な傾向が得られた。 Also in the result of calculating the signal current / background current ratio (S / B ratio) in the ascorbic acid aqueous solution using the conductive diamond electrodes according to Examples 2 and 3, “2. Potassium ferricyanide (K 3 [Fe (CN The same tendency as the relationship between the volume ratio of BDDP and the S / B ratio in “ 6 ) Electrochemical characteristics in aqueous solution” was obtained.

以上のように、本発明の導電性ダイヤモンド電極及び本発明の導電性ダイヤモンドの製造方法によれば、微小な導電領域が低密度に露出した電極表面を有する擬似微小電極を作製することができる。このような電極形態は、シグナル電流/バックグラウンド電流比が大きく高感度な電気化学測定ができることや、定常又は準定常電流を得ることができるなどの微小電極アレイとしての特徴を示す。さらに、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、疑似微小電極アレイを構成する個々の擬似微小電極で流れる電流が小さいので、電気二重層の充電電流の寄与が小さく、IRドロップ(未補償溶液抵抗)が小さくなり、測定精度が向上する。   As described above, according to the conductive diamond electrode of the present invention and the method of manufacturing the conductive diamond of the present invention, it is possible to produce a pseudo microelectrode having an electrode surface with minute conductive regions exposed at a low density. Such an electrode configuration exhibits characteristics as a microelectrode array, such as a high signal current / background current ratio and high-sensitivity electrochemical measurement, and a stationary or quasi-stationary current. Furthermore, since the conductive diamond electrode of the present invention has a small current flowing through each pseudo microelectrode constituting the pseudo microelectrode array, the contribution of the charging current of the electric double layer is small, and the IR drop (uncompensated solution resistance) is low. It becomes smaller and measurement accuracy improves.

本発明の導電性ダイヤモンド電極では、絶縁性バインダの体積に対して20%以上90%以下、より好ましくは30%以上55%以下、となるように導電性ダイヤモンド粒子を添加したBDDインクを印刷することで簡便に擬似微小電極を作製することができる。つまり、通常、電気伝導及び電極反応に寄与しない絶縁性バインダの含有比率を増加させたBDDインク用いることで、簡単に擬似微小電極を作製するとともに、従来の導電性ダイヤモンド電極の電気化学応答と同じ程度の応答を示す導電性ダイヤモンド電極を得ることができる。   In the conductive diamond electrode of the present invention, BDD ink to which conductive diamond particles are added so as to be 20% or more and 90% or less, more preferably 30% or more and 55% or less with respect to the volume of the insulating binder is printed. Thus, a pseudo microelectrode can be easily produced. In other words, by using BDD ink in which the content ratio of an insulating binder that does not contribute to electrical conduction and electrode reaction is increased, a pseudo microelectrode can be easily produced, and the electrochemical response of a conventional conductive diamond electrode is the same. A conductive diamond electrode exhibiting a moderate response can be obtained.

絶縁性バインダの含有比率を増加させる(導電性ダイヤモンド粒子の含有比率を低濃度にする)と、電極を流れる電流値が小さくなるので、電流値の観点からすると電気化学反応の応答が悪くなる。しかしながら、シグナル電流とバックグラウンド電流の2つのデータを組み合わせた指標であるS/B比を比較すると、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、従来の導電性ダイヤモンド電極と比較して高感度となっている。つまり、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、S/B比が高いので、低濃度試料の検出を目的としたセンサに有用であることがわかる。   If the content ratio of the insulating binder is increased (the content ratio of the conductive diamond particles is reduced), the value of the current flowing through the electrode becomes small, so that the response of the electrochemical reaction becomes worse from the viewpoint of the current value. However, when comparing the S / B ratio, which is an index combining the two data of the signal current and the background current, the conductive diamond electrode of the present invention has higher sensitivity than the conventional conductive diamond electrode. Yes. That is, it can be seen that the conductive diamond electrode of the present invention has a high S / B ratio and is useful for a sensor for detecting a low-concentration sample.

また、導電性ダイヤモンド電極を、導電性ダイヤモンド粒子と絶縁性バインダを含有するインクを印刷して作製することで、製造コストを低減し、容易に導電性ダイヤモンド電極を作製することができ、導電性ダイヤモンド電極の量産化が可能となる。また、導電性ダイヤモンド電極を作製する時のBDDインク中の導電性ダイヤモンド粒子量を低減することにより、導電性ダイヤモンド電極の作製コストを低減することができる。その結果、安価で大量に導電性ダイヤモンド電極を供給することができるので、修飾電極の開発における条件のスクリーニング実験を行う電極として本発明の導電性ダイヤモンド電極を用いることができる。また、使い捨ての電極として本発明の導電性ダイヤモンド電極用いると、生体成分分析に用いる際の汚染・感染を回避することができる。   In addition, the conductive diamond electrode can be produced by printing ink containing conductive diamond particles and an insulating binder, thereby reducing the manufacturing cost and easily producing the conductive diamond electrode. Mass production of diamond electrodes becomes possible. Moreover, the production cost of the conductive diamond electrode can be reduced by reducing the amount of conductive diamond particles in the BDD ink when producing the conductive diamond electrode. As a result, the conductive diamond electrode can be supplied in a large amount at a low cost, so that the conductive diamond electrode of the present invention can be used as an electrode for conducting screening experiments for conditions in the development of a modified electrode. Further, when the conductive diamond electrode of the present invention is used as a disposable electrode, it is possible to avoid contamination and infection when used for biological component analysis.

導電性ダイヤモンド電極は、図18に示すように、他の金属電極や炭素電極材料と比較して、水溶液中での電位窓が非常に広い。電位窓の広さは、水溶液中においては、水素及び酸素過電圧の大きさに依存する。導電性ダイヤモンド電極は、電位窓が極端に広いので、従来の電極材料では使用できない電位領域に酸化電位・還元電位を持つ物質の電気化学的検出や電解合成が可能となる。   As shown in FIG. 18, the conductive diamond electrode has a very wide potential window in an aqueous solution as compared with other metal electrodes and carbon electrode materials. The width of the potential window depends on the magnitude of hydrogen and oxygen overvoltage in the aqueous solution. Since the conductive diamond electrode has an extremely wide potential window, electrochemical detection and electrolytic synthesis of a substance having an oxidation potential / reduction potential in a potential region that cannot be used with conventional electrode materials is possible.

また、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、残余電流密度が非常に小さい。残余電流密度は、電気二重層を形成するのに必要なだけのキャリアを電極表面に移動するために流れる電流密度、すなわち電極表面の静電容量に依存する。導電性ダイヤモンド電極は、電極表面における静電容量が数μFcm-2で、グラッシーカーボン(GC)と比較して2桁小さい。そのため、導電性ダイヤモンド電極の残余電流密度は、オーダー的に100nAcm-2であり、白金(数μAcm-2のオーダー)、金(μAcm-2オーダー)、GC(100μAcm-2オーダー)と比較して顕著に小さい。そのため、電気化学反応によるファラデー電流に対するS/B比が増加し、より微小な電流の検出が可能となる。つまり、溶液中の酸化還元種が極微量であっても、効果的な検出が可能となる。 The conductive diamond electrode of the present invention has a very small residual current density. The residual current density depends on the current density that flows to move as many carriers as necessary to form the electric double layer to the electrode surface, that is, the capacitance of the electrode surface. The conductive diamond electrode has a capacitance of several μFcm −2 on the electrode surface, which is two orders of magnitude smaller than that of glassy carbon (GC). Therefore, the residual current density of the conductive diamond electrode is on the order of 100 nAcm −2 , compared to platinum (in the order of several μAcm −2 ), gold (in the order of μAcm −2 ), and GC (in the order of 100 μAcm −2 ). Remarkably small. Therefore, the S / B ratio with respect to the Faraday current due to the electrochemical reaction is increased, and a smaller current can be detected. That is, even if the amount of redox species in the solution is extremely small, effective detection is possible.

さらに、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、物理的、化学的安定性、耐久性に優れている。ダイヤモンドは、原子間の結合のうち最も強い共有結合のみでできているため、物理的に非常に安定である。共有結合でできているということは、化学的安定性にも大きく影響している。したがって、導電性ダイヤモンド電極は、金属電極やGC電極のように、測定の前に表面を薬品や研磨紙を用いてエッチングする必要がなく、使用が簡便な電極としてセンサや電解などの電極として用いることができる。   Furthermore, the conductive diamond electrode of the present invention is excellent in physical and chemical stability and durability. Diamond is physically very stable because it is made of only the strongest covalent bond among atoms. The fact that it is made of a covalent bond greatly affects the chemical stability. Therefore, the conductive diamond electrode does not need to be etched with chemicals or abrasive paper before measurement like a metal electrode or a GC electrode, and is used as an electrode for a sensor or electrolysis as an electrode that is easy to use. be able to.

また、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、酸化還元系に対して電子移動が速く、電極反応に選択性がある。よって、本発明の導電性ダイヤモンド電極を微量元素のセンサの検出電極として用いると、微量元素を高感度かつ迅速に測定することができる。   In addition, the conductive diamond electrode of the present invention has a fast electron transfer relative to the redox system and is selective in electrode reaction. Therefore, when the conductive diamond electrode of the present invention is used as a detection electrode of a trace element sensor, trace elements can be measured with high sensitivity and speed.

以上、本発明の導電性ダイヤモンド電極及び導電性ダイヤモンド電極の製造方法に関して、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の導電性ダイヤモンド電極及び導電性ダイヤモンド電極の製造方法は、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形及び修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が本発明の導電性ダイヤモンド電極及び本発明の導電性ダイヤモンド電極の製造方法に属することは当然のことである。   As described above, the conductive diamond electrode and the method for manufacturing the conductive diamond electrode of the present invention have been described in detail only for the specific examples described. However, the conductive diamond electrode of the present invention and the method for manufacturing the conductive diamond electrode are as follows. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and corrections are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Such modifications and corrections are not limited to the conductive diamond electrode of the present invention and the conductivity of the present invention. It goes without saying that it belongs to a method of manufacturing a diamond electrode.

例えば、本発明の導電性ダイヤモンド電極に用いられる導電性ダイヤモンド粒子は、導電性を有するダイヤモンド粒子であればよく、ダイヤモンド粒子上にホウ素ドープダイヤモンド層を形成することに限定されるものではない。つまり、ダイヤモンドにドープする物質は、ホウ素に限定されるものではなく、窒素やリンなどダイヤモンドに導電性を付与できる物質をドープすればよい。   For example, the conductive diamond particles used in the conductive diamond electrode of the present invention may be diamond particles having conductivity, and is not limited to forming a boron-doped diamond layer on the diamond particles. That is, the substance doped into diamond is not limited to boron, but may be doped with a substance that can impart conductivity to diamond, such as nitrogen or phosphorus.

また、導電性ダイヤモンド粒子の構成は、ダイヤモンド粒子(基材)上に導電性ダイヤモンド層を形成することに限定されるものではなく、基材として、ケイ素(Si)やモリブデン(Mo)粒子など、導電性ダイヤモンド層を形成することができる既知の基材を用いればよい。また、基材を使用せず、導電性ダイヤモンドの結晶を導電性ダイヤモンド粒子として用いてもよい。   Further, the configuration of the conductive diamond particles is not limited to forming a conductive diamond layer on the diamond particles (base material), and as a base material, silicon (Si), molybdenum (Mo) particles, etc. A known base material capable of forming a conductive diamond layer may be used. Alternatively, a conductive diamond crystal may be used as the conductive diamond particles without using a base material.

また、導電性ダイヤモンド粒子を作製する方法もMPCVDに限定されるものではなく、高温高圧法、熱フィラメントCVD等の他のCVD法、PVD法などの既知の作製方法を本発明の導電性ダイヤモンド電極の製造方法に適用することができる。   Also, the method for producing conductive diamond particles is not limited to MPCVD, and other known CVD methods such as high-temperature and high-pressure methods, hot filament CVD, and PVD methods can be used for the conductive diamond electrode of the present invention. It can be applied to the manufacturing method.

また、導電性ダイヤモンド電極の印刷方法は、容易に膜厚の制御やパターン化が可能なスクリーン印刷が好ましいが、粉末散布被膜法、スプレーコート法、スピンコート法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法など、通常の印刷法を用いることができる。印刷により形成されるBDDインクの膜厚は、特に限定されるものではないが、数から数百μm、より好ましくは10〜50μmの膜厚で導電性ダイヤモンド電極として作用することが確認された。   Further, the printing method of the conductive diamond electrode is preferably screen printing capable of easily controlling the film thickness and patterning, but the powder spray coating method, spray coating method, spin coating method, gravure printing method, offset printing method, A normal printing method such as an inkjet printing method can be used. The film thickness of the BDD ink formed by printing is not particularly limited, but it was confirmed that it acts as a conductive diamond electrode with a film thickness of several to several hundred μm, more preferably 10 to 50 μm.

また、BDDインクに用いる溶剤は、絶縁性バインダを溶解でき、高い沸点を有する既知の溶剤を用いることができる。つまり、溶剤は、バインダ樹脂との相溶性が良い溶媒が使用され、1種類の溶媒からなる溶剤であっても、複数種類の溶媒を混合した溶剤であってもよい。具体例としては、バインダ樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合には、ポリエステル樹脂との相溶性が良いエチルカルビトールアセテート(沸点217℃)とブチルセロソルブアセテート(沸点188℃)を75/25(質量比)で混合した溶媒と、沸点が250℃以上であるメチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルや、トリメリット酸トリ(2−エチルヘキシル)などの高沸点溶媒をブレンドしたものを用いることができる。   Moreover, the solvent used for BDD ink can melt | dissolve an insulating binder, and can use the known solvent which has a high boiling point. That is, as the solvent, a solvent having good compatibility with the binder resin is used, and the solvent may be a solvent composed of one kind of solvent or a solvent in which plural kinds of solvents are mixed. As a specific example, when a polyester resin is used as the binder resin, ethyl carbitol acetate (boiling point 217 ° C.) and butyl cellosolve acetate (boiling point 188 ° C.) having good compatibility with the polyester resin are 75/25 (mass ratio). A blend of a mixed solvent and a high boiling point solvent such as methyl ether, ethyl ether, propyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether having a boiling point of 250 ° C. or higher, and trimellitic acid tri (2-ethylhexyl) can be used. .

また、実施形態の説明では、導電性ダイヤモンド電極を作製する基板として、高い機械強度を有し、優れた耐熱性、耐薬品性を有するポリイミド基板を用いているが、導電性ダイヤモンド電極の用途に対応した機械強度や耐熱性(インク乾燥に必要な温度(例えば、120℃)程度の耐熱性)等の条件に応じて適宜既知の基板を用いればよい。例えば、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、ガラスポリイミド基板、フッ素基板、ガラスPPO基板、金属基板、セラミック基板などの既知の基板を用いればよい。   In the description of the embodiment, a polyimide substrate having high mechanical strength and excellent heat resistance and chemical resistance is used as a substrate for producing a conductive diamond electrode. A known substrate may be appropriately used depending on conditions such as corresponding mechanical strength and heat resistance (heat resistance of about a temperature (for example, 120 ° C.) necessary for ink drying). For example, a known substrate such as a paper phenol substrate, a paper epoxy substrate, a glass composite substrate, a glass epoxy substrate, a glass polyimide substrate, a fluorine substrate, a glass PPO substrate, a metal substrate, or a ceramic substrate may be used.

また、実施形態の説明では、導電性ダイヤモンド粒子に対して水素終端処理を行っているが、測定対象に応じて、必要な表面処理を行うとよい。例えば、酸素終端化処理や、ハロゲン化処理、フェロセン修飾処理、スルホ基修飾処理、四級アンモニア基終端化処理、カルボン酸終端化処理(他の有機官能基修飾処理)などの化学修飾による処理、さらには、熱的な処理を行ってもよい。さらに、導電性ダイヤモンド粒子に電気化学的特性を与えるために、導電性ダイヤモンド粒子と、1種類以上の酸化還元触媒または1種類以上のメディエータとを混合(または、添加・結合処理)してもよい。この酸化還元触媒としては、酵素、抗体、金属などの化学物質が例示される。   Further, in the description of the embodiment, the hydrogen termination treatment is performed on the conductive diamond particles, but a necessary surface treatment may be performed according to the measurement target. For example, oxygen termination treatment, halogenation treatment, ferrocene modification treatment, sulfo group modification treatment, quaternary ammonia group termination treatment, treatment by chemical modification such as carboxylic acid termination treatment (other organic functional group modification treatment), Furthermore, thermal treatment may be performed. Furthermore, in order to impart electrochemical characteristics to the conductive diamond particles, the conductive diamond particles may be mixed (or added / bonded) with one or more types of redox catalysts or one or more types of mediators. . Examples of the redox catalyst include chemical substances such as enzymes, antibodies, and metals.

そして、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、高い化学的安定性と高い検出感度を有するので、様々なセンサの検出電極として用いることができる。例えば、ブドウ糖酸化還元酵素を導電性ダイヤモンド粒子上に配置することで、血糖監視装置の検出電極として用いることができる。また、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、S/B比が高く、微量な物質の検出が可能であるので、残留塩素や環境ホルモン、ヒ素、重金属などの従来吸光光度法や比色法で検出されている物質を電気化学的な測定で検出するセンサの検出電極として用いることができる。   Since the conductive diamond electrode of the present invention has high chemical stability and high detection sensitivity, it can be used as a detection electrode for various sensors. For example, by arranging glucose oxidoreductase on conductive diamond particles, it can be used as a detection electrode of a blood glucose monitoring device. In addition, the conductive diamond electrode of the present invention has a high S / B ratio and can detect a very small amount of a substance. It can be used as a detection electrode of a sensor that detects a substance that has been detected by electrochemical measurement.

また、本発明の導電性ダイヤモンド電極は、簡便にかつ大量に製造することができるので、使い捨ての電極として用いると、血液中や尿中のドーパミン、タンパク質(ガンマーカ)、シュウ酸、グルコース、インスリン、ヒスタミン等の検出を電気化学測定により高感度で迅速に行うことができるとともに、汚染や感染の危険を回避することができる。   In addition, since the conductive diamond electrode of the present invention can be produced easily and in large quantities, when used as a disposable electrode, dopamine in blood or urine, protein (cancer marker), oxalic acid, glucose, insulin, The detection of histamine and the like can be performed rapidly with high sensitivity by electrochemical measurement, and the risk of contamination and infection can be avoided.

また、本発明の導電性ダイヤモンド電極において、BDDインクを印刷する集電体は、既知の集電体材料を用いればよく、集電体とリードとを一体に形成した形態としてもよい。   In the conductive diamond electrode of the present invention, the current collector for printing the BDD ink may be a known current collector material, and the current collector and the lead may be integrally formed.

なお、同一基板上に、本発明の導電性ダイヤモンド電極(作用極)を対極、参照電極とともに印刷することで検出電極ユニットを製作したり、または、本発明の導電性ダイヤモンド電極を作用極として用いて、複数の作用極を同一基板上に形成したりすることも可能であり本発明の効果を得ることができる。   In addition, a detection electrode unit is manufactured by printing the conductive diamond electrode (working electrode) of the present invention together with a counter electrode and a reference electrode on the same substrate, or the conductive diamond electrode of the present invention is used as a working electrode. Thus, a plurality of working electrodes can be formed on the same substrate, and the effects of the present invention can be obtained.

1…導電性ダイヤモンド電極
2…ポリイミド基板
3…銀ペースト
3a…接続部
4…カーボンペースト(集電体)
5…絶縁樹脂
6…BDDインク
6a…導電性ダイヤモンド粒子
6b…導電性ダイヤモンド粒子群
7…MPCVD装置
8…格納容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive diamond electrode 2 ... Polyimide substrate 3 ... Silver paste 3a ... Connection part 4 ... Carbon paste (current collector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Insulating resin 6 ... BDD ink 6a ... Conductive diamond particle 6b ... Conductive diamond particle group 7 ... MPCVD apparatus 8 ... Containment container

Claims (9)

集電体と、
当該集電体上に配置され、前記集電体と電気的に接続される導電性ダイヤモンド粒子と、
を有する導電性ダイヤモンド電極であって、
前記導電性ダイヤモンド粒子間に絶縁性バインダを設け、前記集電体上に導電性ダイヤモンドアレイを形成してなる
ことを特徴とする導電性ダイヤモンド電極。
A current collector,
Conductive diamond particles disposed on the current collector and electrically connected to the current collector;
A conductive diamond electrode having
An electrically conductive diamond electrode, wherein an insulating binder is provided between the electrically conductive diamond particles, and an electrically conductive diamond array is formed on the current collector.
導電性ダイヤモンド粒子と、
絶縁性バインダと、
を含有する導電性ダイヤモンドインクを堆積させて形成される導電性ダイヤモンド電極であって、
前記絶縁性バインダの体積に対する前記導電性ダイヤモンド粒子の体積は、20%以上90%以下である
ことを特徴とする導電性ダイヤモンド電極。
Conductive diamond particles;
An insulating binder;
A conductive diamond electrode formed by depositing a conductive diamond ink containing
The volume of the conductive diamond particles with respect to the volume of the insulating binder is 20% or more and 90% or less.
前記導電性ダイヤモンドインクは、集電体上に印刷される
ことを特徴とする請求項2に記載の導電性ダイヤモンド電極。
The conductive diamond electrode according to claim 2, wherein the conductive diamond ink is printed on a current collector.
前記導電性ダイヤモンド粒子は、基材表面に導電性ダイヤモンド層を形成してなる
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導電性ダイヤモンド電極。
The conductive diamond electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive diamond particles are formed by forming a conductive diamond layer on a substrate surface.
前記導電性ダイヤモンド粒子は、導電性ダイヤモンド結晶である
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導電性ダイヤモンド電極。
4. The conductive diamond electrode according to claim 1, wherein the conductive diamond particles are conductive diamond crystals. 5.
前記導電性ダイヤモンド粒子の表面に対して、水素終端化処理、または、化学修飾による処理を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の導電性ダイヤモンド電極。
The conductive diamond electrode according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the conductive diamond particles is subjected to a hydrogen termination treatment or a chemical modification treatment.
前記導電性ダイヤモンド粒子の粒子径は、5nm〜100μmである
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の導電性ダイヤモンド電極。
7. The conductive diamond electrode according to claim 1, wherein a particle diameter of the conductive diamond particles is 5 nm to 100 μm.
導電性ダイヤモンド粒子を用いて導電性ダイヤモンド電極を製造する導電性ダイヤモンド電極の製造方法であって、
絶縁性バインダを溶解させた溶媒に、当該絶縁性バインダの体積に対する前記導電性ダイヤモンド粒子の体積が20%以上90%以下となるように、前記導電性ダイヤモンド粒子を混合し、当該導電性ダイヤモンド粒子を含有する導電性ダイヤモンドインクを得る工程と、
前記導電性ダイヤモンドインクを集電体上に堆積させて導電性ダイヤモンド電極を得る工程と、
を有する
ことを特徴とする導電性ダイヤモンド電極の製造方法。
A method for producing a conductive diamond electrode using conductive diamond particles to produce a conductive diamond electrode,
The conductive diamond particles are mixed with a solvent in which the insulating binder is dissolved so that the volume of the conductive diamond particles with respect to the volume of the insulating binder is 20% to 90%. Obtaining a conductive diamond ink containing:
Depositing the conductive diamond ink on a current collector to obtain a conductive diamond electrode;
A method for producing a conductive diamond electrode, comprising:
前記導電性ダイヤモンド粒子は、ダイヤモンド粒子の表面に導電性ダイヤモンド層を形成してなる
ことを特徴とする請求項8に記載の導電性ダイヤモンド電極の製造方法。
The method for producing a conductive diamond electrode according to claim 8, wherein the conductive diamond particles are formed by forming a conductive diamond layer on a surface of the diamond particles.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017694A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー Coating material for use in electrode formation which contains electrically conductive diamond powder, electrode, and dental therapy tool
KR20160055451A (en) 2014-11-10 2016-05-18 한국기초과학지원연구원 Manufacturing method of boron doped diamond electrode and boron doped diamond electrode using thereof
JP2017084730A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 日産自動車株式会社 Electrode catalyst, catalyst layer using the same, and fuel cell
JP2018076216A (en) * 2016-11-11 2018-05-17 学校法人東京理科大学 Conductive diamond particle, conductive diamond electrode, and inspection device
JP2019023326A (en) * 2017-07-24 2019-02-14 古河電気工業株式会社 Boron-doped diamond electrode, and electrolytic reduction apparatus of reducing carbon dioxide using the same
JP2020199478A (en) * 2019-06-13 2020-12-17 株式会社エーワンテクニカ Diamond electrode, manufacturing method of diamond electrode, and coating method of conductive diamond
JPWO2019097815A1 (en) * 2017-11-16 2021-01-14 株式会社ダイセル Electrode material for capacitors
JPWO2021177270A1 (en) * 2020-03-02 2021-09-10
CN114720532A (en) * 2020-08-18 2022-07-08 中国地质大学(北京) Self-supporting boron-doped diamond electrochemical sensor and application thereof
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
US11633785B2 (en) 2019-04-30 2023-04-25 6K Inc. Mechanically alloyed powder feedstock
JP7293413B1 (en) 2022-01-26 2023-06-19 住友化学株式会社 LAMINATED STRUCTURE FOR ELECTRODE AND METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED STRUCTURE FOR ELECTRODE
US11717886B2 (en) 2019-11-18 2023-08-08 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11839919B2 (en) 2015-12-16 2023-12-12 6K Inc. Spheroidal dehydrogenated metals and metal alloy particles
US11855278B2 (en) 2020-06-25 2023-12-26 6K, Inc. Microcomposite alloy structure
US11919071B2 (en) 2020-10-30 2024-03-05 6K Inc. Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders
US11963287B2 (en) 2020-09-24 2024-04-16 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0913188A (en) * 1995-06-29 1997-01-14 Kobe Steel Ltd Diamond electrode
JP2005089789A (en) * 2003-09-12 2005-04-07 Ebara Corp Electrode in liquid, and its production method
JP2007528495A (en) * 2004-03-09 2007-10-11 エレメント シックス ベスローテン フェンノートシャップ Electrochemical sensor containing diamond particles
WO2010029277A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 The University Of Warwick Boron-doped diamond

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0913188A (en) * 1995-06-29 1997-01-14 Kobe Steel Ltd Diamond electrode
JP2005089789A (en) * 2003-09-12 2005-04-07 Ebara Corp Electrode in liquid, and its production method
JP2007528495A (en) * 2004-03-09 2007-10-11 エレメント シックス ベスローテン フェンノートシャップ Electrochemical sensor containing diamond particles
WO2010029277A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 The University Of Warwick Boron-doped diamond

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017694A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー Coating material for use in electrode formation which contains electrically conductive diamond powder, electrode, and dental therapy tool
JP2016030806A (en) * 2014-07-30 2016-03-07 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー Conductive diamond powder-containing coating material for forming electrode, electrode and dental treatment equipment
KR20160055451A (en) 2014-11-10 2016-05-18 한국기초과학지원연구원 Manufacturing method of boron doped diamond electrode and boron doped diamond electrode using thereof
KR101672296B1 (en) 2014-11-10 2016-11-07 한국기초과학지원연구원 Manufacturing method of boron doped diamond electrode and boron doped diamond electrode using thereof
JP2017084730A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 日産自動車株式会社 Electrode catalyst, catalyst layer using the same, and fuel cell
US11839919B2 (en) 2015-12-16 2023-12-12 6K Inc. Spheroidal dehydrogenated metals and metal alloy particles
JP2018076216A (en) * 2016-11-11 2018-05-17 学校法人東京理科大学 Conductive diamond particle, conductive diamond electrode, and inspection device
WO2018088229A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Ricoh Company, Ltd. Conductive diamond particles, conductive diamond electrode, and testing device
CN110072811A (en) * 2016-11-11 2019-07-30 株式会社理光 Conductive diamond particle, conductive diamond electrode and test device
JP2019023326A (en) * 2017-07-24 2019-02-14 古河電気工業株式会社 Boron-doped diamond electrode, and electrolytic reduction apparatus of reducing carbon dioxide using the same
JP7174956B2 (en) 2017-11-16 2022-11-18 株式会社ダイセル Electrode materials for capacitors
JPWO2019097815A1 (en) * 2017-11-16 2021-01-14 株式会社ダイセル Electrode material for capacitors
US11817261B2 (en) 2017-11-16 2023-11-14 Daicel Corporation Electrode material for capacitor comprising boron-doped nanodiamond
US11633785B2 (en) 2019-04-30 2023-04-25 6K Inc. Mechanically alloyed powder feedstock
JP2020199478A (en) * 2019-06-13 2020-12-17 株式会社エーワンテクニカ Diamond electrode, manufacturing method of diamond electrode, and coating method of conductive diamond
JP7317298B2 (en) 2019-06-13 2023-07-31 株式会社エーワンテクニカ Diamond electrode, method for manufacturing diamond electrode, and method for applying conductive diamond
US11717886B2 (en) 2019-11-18 2023-08-08 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
WO2021177270A1 (en) * 2020-03-02 2021-09-10 学校法人東京理科大学 Fixed-bed electrolysis treatment device and electrolysis treatment method
JPWO2021177270A1 (en) * 2020-03-02 2021-09-10
JP7280650B2 (en) 2020-03-02 2023-05-24 学校法人東京理科大学 FIXED BED ELECTROLYSIS APPARATUS AND ELECTROLYSIS METHOD
US11855278B2 (en) 2020-06-25 2023-12-26 6K, Inc. Microcomposite alloy structure
CN114720532B (en) * 2020-08-18 2022-12-27 中国地质大学(北京) Self-supporting boron-doped diamond electrochemical sensor and application thereof
CN114720532A (en) * 2020-08-18 2022-07-08 中国地质大学(北京) Self-supporting boron-doped diamond electrochemical sensor and application thereof
US11963287B2 (en) 2020-09-24 2024-04-16 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma
US11919071B2 (en) 2020-10-30 2024-03-05 6K Inc. Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders
JP2023108973A (en) * 2022-01-26 2023-08-07 住友化学株式会社 Electrode laminated structure and manufacturing method therefor
WO2023145140A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 住友化学株式会社 Laminated structure for electrodes, and method for producing laminated structure for electrodes
JP7293413B1 (en) 2022-01-26 2023-06-19 住友化学株式会社 LAMINATED STRUCTURE FOR ELECTRODE AND METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED STRUCTURE FOR ELECTRODE

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