JP2016161507A - Hydrogen gas sensitive film and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、雰囲気水素(H2)ガスに感応する水素ガス感応性膜及びその製造方法に関し、特に、雰囲気ガスの制御によって光透過率を変化させる調光性を与える水素ガス感応性膜及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen gas sensitive film that is sensitive to atmospheric hydrogen (H 2 ) gas and a method for manufacturing the same, and more particularly to a hydrogen gas sensitive film that provides dimming property that changes light transmittance by controlling the atmospheric gas and the method thereof. It relates to a manufacturing method.
光や熱の流入や流出をコントロールする調光膜を具備した調光ガラスが知られている。かかる調光ガラスには、調光膜の駆動方式によって3つの方式、すなわち、(1)電流・電圧の印加により可逆的に光の透過率を変化させるエレクトロクロミック方式、(2)温度により光の透過率を変化させるサーモクロミック方式、(3)雰囲気ガスの制御により光の透過率を変化させるガスクロミック方式がある。これらの方式の中では、調光膜の調光層に酸化タングステン膜を利用したエレクトロクロミック方式による調光ガラスが実用化段階にもっとも近いとされる。しかしながら、この方式のための調光膜の形成には複雑な多層膜コーティング工程を必要としコストが非常に高く普及を妨げる原因ともなっている。これに対しガスクロミック方式では調光層に触媒を担持させた単純な構造体を調光膜として用い得るためコスト面でより有利とされる。 There is known a light control glass provided with a light control film that controls inflow and outflow of light and heat. There are three types of light control glass according to the drive method of the light control film: (1) an electrochromic method that reversibly changes the light transmittance by applying current and voltage; There are a thermochromic method for changing the transmittance, and (3) a gaschromic method for changing the light transmittance by controlling the atmospheric gas. Among these methods, light control glass by an electrochromic method using a tungsten oxide film as the light control layer of the light control film is considered to be closest to the practical stage. However, the formation of the light control film for this method requires a complicated multilayer coating process, which is very expensive and hinders its spread. On the other hand, the gas chromic method is more advantageous in terms of cost because a simple structure in which a catalyst is supported on a light control layer can be used as a light control film.
ガスクロミック方式の調光膜として、水素ガスに応答する白金又はパラジウムからなる触媒を与えた酸化タングステン膜からなる水素ガス感応性膜が利用され得る(特許文献1、非特許文献1〜7参照)。かかる調光膜は、一般的に、物理蒸着法の1つであるスパッタリング法やパルスレーザーデポジッション法等といった方法により製造され得る。
As a gaschromic light control film, a hydrogen gas sensitive film made of a tungsten oxide film provided with a catalyst made of platinum or palladium responding to hydrogen gas can be used (see
これに対し、上記したような水素ガス感応性膜をより安価な湿式法によって作製しようとする方法も提案されている(特許文献2〜6参照)。一方、湿式法では、前駆体溶液を基板に塗布した後、これを高温で焼成して水素ガス感応性膜を焼成処理する工程を必要とするが、焼成工程における加熱に対して耐熱性の低い基板を用いることが困難であるという問題点も指摘される。そこで、例えば特許文献7では、焼成処理の代わりに紫外線を照射することで基板に塗布した前駆体溶液を還元し水素ガス感応性膜を得る方法を開示している。
On the other hand, a method for producing the above-described hydrogen gas sensitive film by a cheaper wet method has also been proposed (see
触媒として機能する白金/パラジウムを金属微粒子として、酸化タングステン膜中に析出・分散させた湿式法による水素ガス感応性膜では、金属微粒子が必ずしも酸化タングステン膜の表面のみに存在せず膜中に埋もれて効率よく触媒活性を発現できない。また、仮に、金属微粒子を酸化タングステン膜の表面に集中させるように出来たとしても、かかる酸化タングステン膜が外部環境による劣化を受けると、結果として水素ガス感応性膜の良好な水素ガス感応性を維持できなくなる。 In a hydrogen gas-sensitive film by a wet method in which platinum / palladium that functions as a catalyst is deposited and dispersed in a tungsten oxide film as metal particles, the metal particles do not necessarily exist only on the surface of the tungsten oxide film and are buried in the film. Therefore, the catalytic activity cannot be expressed efficiently. Even if the metal fine particles can be concentrated on the surface of the tungsten oxide film, if the tungsten oxide film is deteriorated by the external environment, the resulting hydrogen gas sensitive film has good hydrogen gas sensitivity. It cannot be maintained.
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜及びその製造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above situations, Comprising: The objective is to provide the hydrogen gas sensitive film | membrane which has favorable hydrogen gas sensitivity, and its manufacturing method.
本発明による水素ガス感応性膜は、酸化タングステンからなる調光層上に触媒層を与えた水素ガス感応性膜であって、内部生成物を脱離させたことによる前記触媒層境界への不規則連通孔を前記調光層に有することを特徴とする。 The hydrogen gas-sensitive film according to the present invention is a hydrogen gas-sensitive film in which a catalyst layer is provided on a light control layer made of tungsten oxide, and the hydrogen gas-sensitive film is not exposed to the catalyst layer boundary due to desorption of internal products. The light control layer has regular communication holes.
かかる発明によれば、触媒層が調光層の外部環境による劣化を抑制する保護被膜となり得るとともに、不規則連通孔によって水素ガスを調光層の内部に迅速に導き得て、結果として良好な水素ガス感応性を有する。 According to this invention, the catalyst layer can be a protective film that suppresses deterioration of the light control layer due to the external environment, and hydrogen gas can be quickly guided to the inside of the light control layer by the irregular communication holes, resulting in good results. It is sensitive to hydrogen gas.
また、本発明による水素ガス感応性膜の製造方法は、酸化タングステンからなる調光層上に触媒層を与えた水素ガス感応性膜の製造方法であって、ハロゲン化タングステンと炭素数を1〜4とするアルコールとを混合して調製した溶液を基板上に塗布して乾燥させる基層形成工程と、この上に白金族金属化合物と有機溶媒とを混合して調製した溶液を塗布する保護層形成工程と、還元性ガス雰囲気下で紫外線を照射し前記ハロゲン化タングステンを酸化タングステンに、前記白金族金属化合物を白金族金属にする紫外線処理工程と、を含むことを特徴とする。
The method for producing a hydrogen gas-sensitive film according to the present invention is a method for producing a hydrogen gas-sensitive film in which a catalyst layer is provided on a light control layer made of tungsten oxide. A base layer forming step of applying a solution prepared by mixing
かかる発明によれば、酸化タングステンからなる調光層上に触媒層を与えた水素ガス感応性膜であって、内部有機物及びハロゲン化物を脱離させたことによる触媒層境界への不規則連通孔を調光層に有する水素ガス感応性膜を与え、結果として、これは良好な水素ガス感応性を達成し得るのである。 According to such an invention, a hydrogen gas sensitive film in which a catalyst layer is provided on a light control layer made of tungsten oxide, the irregular communication hole to the catalyst layer boundary due to the elimination of internal organic matter and halide Is provided in the light control layer, and as a result, it can achieve good hydrogen gas sensitivity.
上記した発明において、前記紫外線処理工程は前記アルコール及び前記ハロゲン化タングステン由来の有機物及びハロゲン化物の脱離による前記触媒層境界への不規則連通孔を前記調光層に与えることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、不規則連通孔によって水素ガスを調光層の内部に迅速に導き得る水素ガス感応性膜を得られて、これはより良好な水素ガス感応性を達成し得るのである。 In the above-described invention, the ultraviolet treatment step may be characterized in that the light control layer is provided with irregular communication holes to the catalyst layer boundary due to the elimination of the alcohol, the organic matter derived from the tungsten halide, and the halide. . According to this invention, the hydrogen gas sensitive film which can guide hydrogen gas quickly to the inside of the light control layer can be obtained by the irregular communication hole, and this can achieve better hydrogen gas sensitivity.
上記した発明において、前記ハロゲン化タングステンは六塩化タングステンであって、前記白金族金属化合物は六塩化白金酸、ビス(アセチルアセトナト)白金(Pt(acac)2)、二塩化パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(Pd(acac)2)のいずれか1つを含むことを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above invention, the tungsten halide is tungsten hexachloride, and the platinum group metal compound is hexachloroplatinic acid, bis (acetylacetonato) platinum (Pt (acac) 2 ), palladium dichloride, bis (acetyl). Any one of acetonato) palladium (Pd (acac) 2 ) may be included. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記アルコールは、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコールの1又は複数からなることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above-described invention, the alcohol may be one or more of methanol, ethanol, n-propyl alcohol, and i-propyl alcohol. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記アルコールは、i-プロピルアルコールに対してエタノールを体積比で2〜6倍の範囲で混合したものであることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above invention, the alcohol may be a mixture of ethanol and i-propyl alcohol in a volume ratio of 2 to 6 times. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記有機溶媒は、エチレングリコールモノメチルエーテル及び/又はエタノールであることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above-described invention, the organic solvent may be ethylene glycol monomethyl ether and / or ethanol. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記ハロゲン化タングステン及び前記アルコールの混合は、少なくとも1体積%以下の酸素濃度の不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above-described invention, the mixing of the tungsten halide and the alcohol may be performed in an inert gas atmosphere having an oxygen concentration of at least 1% by volume or less. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記基層形成工程は、アモルファス相で成膜させることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above-described invention, the base layer forming step may be characterized by forming a film in an amorphous phase. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having better hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
上記した発明において、前記還元性ガス雰囲気は水素ガス雰囲気であることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、良好な水素ガス感応性を有する水素ガス感応性膜を比較的容易に与えることができる。 In the above-described invention, the reducing gas atmosphere may be a hydrogen gas atmosphere. According to this invention, a hydrogen gas sensitive film having good hydrogen gas sensitivity can be provided relatively easily.
本発明による水素ガス感応性膜について図1を用いて詳細に説明する。 The hydrogen gas sensitive membrane according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図1に示すように、水素ガス感応性膜1は酸化タングステンからなる調光層2と、触媒層3とを含む。調光層2は基板4の上に配置され、酸化タングステンによって水素ガスに反応して光の透過率を変化させる、いわゆる水素ガスクロミック特性を有する。触媒層3は調光層2の上に配置される白金族金属からなる。
As shown in FIG. 1, the hydrogen gas
ここで、調光層2は、触媒層3との境界までの不規則連通孔をその内部に有し、いわゆる多孔質体となっている。かかる不規則連通孔は不規則な方向に延びており、後述する製造方法に起因して得られる。このように多孔化された調光層2は、水素ガスをその内部に導くことができる。これにより、水素ガス感応性膜1は、水素ガスに対して高い反応速度を得て、良好な水素ガス感応性を有するのである。
Here, the
次に、水素ガス感応性膜1の製造方法について、図2に沿って図3を用いて詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the hydrogen gas sensitive film |
図2に示すように、調光層2を得るための基層を形成する基層形成(S1)では、タングステン含有溶液の調製のステップ(S1-1)とタングステン含有溶液を塗布するステップ(S1-2)と、塗布した溶液を乾燥し基層として成膜させる乾燥ステップ(S1-3)の大きく分けて3つのステップを含む。
As shown in FIG. 2, in the base layer formation (S1) for forming the base layer for obtaining the
溶液の調製(S1-1)では、ハロゲン化タングステンに、炭素数を1〜4とするアルコール、いわゆる低級アルコールを混合する。 In preparation of the solution (S1-1), alcohol having 1 to 4 carbon atoms, so-called lower alcohol, is mixed with tungsten halide.
ハロゲン化タングステンは、一般式WXaで表わされる。Xは塩素や臭素などのハロゲンであり、aは2〜6の整数である。ハロゲン化タングステンの具体例としては、三塩化タングステン、四塩化タングステン、五塩化タングステン、六塩化タングステン、五臭化タングステン、六臭化タングステンなどが挙げられる。入手のし易さの観点から、六塩化タングステンを好適に用いることができる。 Tungsten halide is represented by the general formula WXa. X is a halogen such as chlorine or bromine, and a is an integer of 2 to 6. Specific examples of the tungsten halide include tungsten trichloride, tungsten tetrachloride, tungsten pentachloride, tungsten hexachloride, tungsten pentabromide, tungsten hexabromide, and the like. From the viewpoint of easy availability, tungsten hexachloride can be suitably used.
炭素数を1〜4とする低級アルコールとしては、一価の低級アルコールが好適であり、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール等の炭素数を1〜3とするアルコールがより好適である。低級アルコールは、1種類を単独で使用しても、複数種類を混合して使用してもよい。一種類を単独で使用する場合には、反応性の観点からメタノールやエタノールが好ましく、溶液の安定性の観点ではi-プロピルアルコール、n-プロピルアルコールが好ましい。二種類を混合する場合には、例えば、体積比で、エタノール:i-プロピルアルコール=1〜10:10〜1の割合で使用することができるが、特に、エタノール:i-プロピルアルコール=2〜6:1の割合で使用することが好ましい。尚、複数のアルコールを使用する場合には、混合させる際の反応速度を鑑みて、炭素数の小さいアルコールから順に滴下することが好ましい。 As the lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, monovalent lower alcohols are preferable, and alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol and the like are more preferable. It is. A lower alcohol may be used individually by 1 type, or multiple types may be mixed and used for it. When one kind is used alone, methanol and ethanol are preferable from the viewpoint of reactivity, and i-propyl alcohol and n-propyl alcohol are preferable from the viewpoint of stability of the solution. When mixing two types, for example, it can be used in a volume ratio of ethanol: i-propyl alcohol = 1 to 10:10 to 1, but in particular ethanol: i-propyl alcohol = 2. It is preferably used in a ratio of 6: 1. In addition, when using several alcohol, it is preferable to dripped in order from alcohol with a small carbon number in view of the reaction rate at the time of mixing.
タングステン含有溶液は、上記したハロゲン化タングステンと低級アルコールとを混合して調製される。タングステン含有溶液の濃度を高くすると調光層として必要な膜厚を得るための成膜の回数を減じ得るが、高すぎると、得られる調光層を灰色等の色味がかった層とし、透明な水素ガス感応性膜を作製できず好ましくない。一方で、低濃度の場合には、必要な膜厚を得るための成膜の回数が増加する。このため、タングステンを0.1〜0.5mol/Lとする濃度が好適である。さらには、タングステン含有溶液を無色透明に調製すると、初期透過率の高い透明な水素ガス感応性膜を作製できるという点で好ましい。 The tungsten-containing solution is prepared by mixing the above-described tungsten halide and lower alcohol. Increasing the concentration of the tungsten-containing solution can reduce the number of film formations to obtain the required film thickness for the light control layer, but if it is too high, the resulting light control layer is a layer with a grayish tint and is transparent. It is not preferable because a hydrogen gas sensitive film cannot be produced. On the other hand, when the concentration is low, the number of times of film formation for obtaining a required film thickness increases. For this reason, the density | concentration which makes tungsten 0.1-0.5 mol / L is suitable. Furthermore, it is preferable to prepare a tungsten-containing solution in a colorless and transparent manner because a transparent hydrogen gas sensitive film having a high initial transmittance can be produced.
また、タングステン含有溶液は、酸素濃度を1体積%以下とし、露点温度を−80℃以下とするよう乾燥した窒素やアルゴンなどの不活性ガス中で調製されることが好ましい。1体積%を超える酸素濃度では、ハロゲン化タングステンと低級アルコールとの反応がうまく進行せず、最終的に得られる基板4上の膜においてガスクロミック特性を発現しづらく、また、発現しても基層から得られる調光層の耐久性を低下させてしまう。
The tungsten-containing solution is preferably prepared in an inert gas such as nitrogen or argon which is dried so that the oxygen concentration is 1% by volume or less and the dew point temperature is −80 ° C. or less. When the oxygen concentration exceeds 1% by volume, the reaction between the tungsten halide and the lower alcohol does not proceed well, and it is difficult to develop gaschromic properties in the film on the
混合においては、アルコールにハロゲン化タングステンを添加してもよいが、混合に激しい発熱反応を伴うことや作業性を鑑みて、ハロゲン化タングステンにアルコールを添加する方法が好適である。なお、発熱に伴う温度上昇を抑制するために氷冷下でアルコールを少量ずつ添加する。また、反応溶液中に水分を混入させると加水分解反応が起こり沈殿を生じてしまうため、アルコールを脱水して使用するとともに、混合の際に開放系のトラップの先にシリカゲル等の乾燥剤を設置して、大気中の水分の混入を防ぐことが好ましい。 In mixing, tungsten halide may be added to the alcohol. However, a method of adding alcohol to tungsten halide is preferable in view of the fact that mixing involves a severe exothermic reaction and workability. In addition, in order to suppress the temperature rise accompanying heat generation, alcohol is added little by little under ice cooling. In addition, if water is mixed in the reaction solution, a hydrolysis reaction will occur and precipitation will occur, so the alcohol will be dehydrated and used, and a desiccant such as silica gel will be placed at the end of the open trap when mixing. Thus, it is preferable to prevent the mixing of moisture in the atmosphere.
アルコール添加後、着色溶液が生成される。溶媒の種類等によって黄、橙、緑、青等と違いを生じるが、さらに攪拌を続け、いずれの場合も、溶液の色をほとんど無色透明に変化させるまで反応させる。反応時間は溶媒の種類、溶液の濃度、室温等に依存し、1週間から1ヶ月程度である。 After adding the alcohol, a colored solution is produced. Although it differs from yellow, orange, green, blue, etc. depending on the type of solvent, etc., stirring is continued and in each case, the reaction is continued until the color of the solution is changed to almost colorless and transparent. The reaction time depends on the type of solvent, the concentration of the solution, room temperature, etc., and is about 1 week to 1 month.
溶液の塗布(S1-2)では、調製したタングステン含有溶液を基板4上に塗布する。塗布法としては、スピンコーティング法、ディップコーティング法、印刷法等が好適なものとして例示されるが、これらに限らず、溶液を塗布できる同効の方法であれば、適宜の方法を利用することができる。基板4としては、ガラス、高分子基板等を用いることができる。また基板4は、予め水分や汚れを除去しておく。例えば、基板4としてガラスを用いる場合は、飽和水酸化カリウムエタノール溶液、蒸留水等で洗浄し、使用する直前に焼成することが好ましい。
In the application of the solution (S1-2), the prepared tungsten-containing solution is applied onto the
乾燥(S1-3)では、塗布したタングステン含有溶液から未反応のアルコール分を除去して基層として成膜させるが、結晶化させずアモルファス相で成膜させることが好ましい。これにより、最終的に得られる水素ガス感応性膜1において、良好な水素ガス感応性、特に水素ガスクロミック特性が得られる。比較的高温、特に300℃を超えた熱処理であれば、基層として成膜された膜が結晶化し緻密化されて得られる水素ガス感応性膜1においてガスクロミックス特性を劣化させ得る。また、低温、特に20℃未満で乾燥させても、得られる膜の耐久性やガスクロミック特性が不十分となり得る。そこで、典型的には、室温〜300℃、1分から1時間程度の乾燥とし、好適には、100℃で10分程度の熱処理による乾燥であれば、比較的耐熱性の低い基板をも用い得る。
In drying (S1-3), unreacted alcohol is removed from the applied tungsten-containing solution to form a film as a base layer, but it is preferable to form the film in an amorphous phase without crystallizing. Thereby, in the hydrogen gas
ガスクロミック特性は、得られる調光層2の膜厚、すなわち基層の膜厚にも依存する。この膜厚は、100nm〜2μmであることが好ましく、より好ましくは300nm〜1μmである。塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)の工程を繰り返すことにより、所望の膜厚に調整することができる。膜が厚いほどガスクロミック特性が大きく現れる傾向にあるが、厚すぎると成膜に時間がかかるだけでなく、ガスに対する応答速度が低下する。一方、薄すぎると、ガスクロミック特性が不十分となるおそれがある。
The gas chromic characteristics also depend on the thickness of the
次に、成膜した基層の表面上に触媒となる金属の金属化合物の溶液からなる保護層を形成する(S2)。保護層の形成においては、溶液の調製ステップ(S2-1)を経て、この溶液を塗布するステップ(S2-2)を含む。 Next, a protective layer made of a solution of a metal compound of a metal serving as a catalyst is formed on the surface of the formed base layer (S2). The formation of the protective layer includes a step (S2-2) of applying the solution through a solution preparation step (S2-1).
溶液の調製(S2-1)では、白金族金属化合物と有機溶媒とを混合し、白金族金属含有溶液を調製する。白金族金属としては、白金、パラジウムなどであり、二種以上であってもよい。白金族金属化合物としては、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)(Pt(acac)2)、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(II)(Pd(acac)2)、塩化白金(IV)(PtCl4)、塩化パラジウム(II)(PdCl2)、六塩化白金酸(H2PtCl6)などが挙げられる。 In the preparation of the solution (S2-1), a platinum group metal compound and an organic solvent are mixed to prepare a platinum group metal-containing solution. Examples of the platinum group metal include platinum and palladium, and two or more kinds may be used. Platinum group metal compounds include bis (acetylacetonato) platinum (II) (Pt (acac) 2 ), bis (acetylacetonato) palladium (II) (Pd (acac) 2 ), platinum chloride (IV) (PtCl 4 ), palladium chloride (II) (PdCl 2 ), hexachloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) and the like.
用いる有機溶媒としては、白金族金属化合物を溶解できる溶媒であれば良く、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エタノールなどが挙げられる。中でも、溶解性が良く、白金族金属含有溶液の安定性が良いエチレングリコールモノメチルエーテルが好適なものとして例示される。なお、白金族金属化合物に応じて、溶解度を上げるため、溶媒に溶解助剤、例えば塩酸を添加できる。 The organic solvent to be used may be any solvent that can dissolve the platinum group metal compound, and examples thereof include ethylene glycol monomethyl ether and ethanol. Among them, ethylene glycol monomethyl ether having good solubility and good stability of the platinum group metal-containing solution is exemplified as a preferable one. Depending on the platinum group metal compound, a dissolution aid such as hydrochloric acid can be added to the solvent in order to increase the solubility.
上記した白金族金属化合物をこれらの有機溶媒に添加、攪拌して溶液を調製する。調製は、室温〜80℃以下で行うことが好ましい。80℃を超えると溶液中に沈殿が生成するおそれがある。溶液の濃度は白金族金属化合物を均一に溶媒に溶解できる範囲で設定することが好ましい。パラジウム化合物を用いる場合は0.01mol/L程度、白金化合物を用いる場合は0.01〜0.02mol/L程度の濃度が好適なものとして例示される。 The above platinum group metal compound is added to these organic solvents and stirred to prepare a solution. The preparation is preferably performed at room temperature to 80 ° C. or less. If it exceeds 80 ° C., a precipitate may be formed in the solution. The concentration of the solution is preferably set within a range where the platinum group metal compound can be uniformly dissolved in the solvent. When a palladium compound is used, a concentration of about 0.01 mol / L is preferred, and when a platinum compound is used, a concentration of about 0.01 to 0.02 mol / L is exemplified as a suitable one.
また、溶液の調製(S2-1)においては、通常、特段の雰囲気制御は必要としないが、下地となる基層の保護のため、乾燥した窒素やアルゴンなどの不活性ガス中で行うことが好ましい。 Further, in the preparation of the solution (S2-1), special atmosphere control is not usually required, but it is preferably performed in a dry inert gas such as nitrogen or argon in order to protect the underlying base layer. .
さらに、溶液の調製(S2-1)において、白金族金属化合物の種類、有機溶媒の種類、白金族金属化合物の濃度により溶解度には違いがあるため、得ようとする溶液の濃度に合わせて調製の温度を適宜設定し、白金族金属化合物を均一に溶解させることが好ましい。 Furthermore, in the preparation of the solution (S2-1), the solubility varies depending on the type of platinum group metal compound, the type of organic solvent, and the concentration of the platinum group metal compound, so it is prepared according to the concentration of the solution to be obtained. It is preferable to appropriately set the temperature of the platinum group metal compound and dissolve the platinum group metal compound uniformly.
例えば、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(II)とエチレングリコールモノメチルエーテルを0.01mol/Lの濃度で調製する場合、室温下では完全には溶解されず、その後、60℃で10分間、さらに70℃で10分間加熱処理することにより完全に溶解する。60℃での加熱処理だけでは完全には溶解されず、一方、溶媒の沸点(130℃)付近の温度で加熱還流すると黒色沈殿が生成してしまうため、加熱温度に注意を要する。 For example, when bis (acetylacetonato) palladium (II) and ethylene glycol monomethyl ether are prepared at a concentration of 0.01 mol / L, they are not completely dissolved at room temperature, and then at 60 ° C. for 10 minutes, further 70 Dissolve completely by heating at 10 ° C. for 10 minutes. Heat treatment at 60 ° C. alone is not completely dissolved. On the other hand, heating and refluxing at a temperature in the vicinity of the boiling point (130 ° C.) of the solvent generates black precipitates.
一方、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)とエチレングリコールモノメチルエーテルを0.01mol/Lの濃度で調製する場合には、室温下の攪拌で完全に溶解し均一な溶液となる。0.02mol/Lと濃度を濃くする場合、室温下では完全には溶解しないため、60℃で10分間の加熱処理を行うことにより完全に溶解する。 On the other hand, when bis (acetylacetonato) platinum (II) and ethylene glycol monomethyl ether are prepared at a concentration of 0.01 mol / L, they are completely dissolved by stirring at room temperature to form a uniform solution. When the concentration is increased to 0.02 mol / L, it is not completely dissolved at room temperature. Therefore, it is completely dissolved by heating at 60 ° C. for 10 minutes.
次に、調製した溶液を基層上に塗布し(S2-2)、保護層を形成する。塗布法としては、スピンコーティング法、ディップコーティング法、印刷法等が好適なものとして例示されるが、これらに限らず、溶液状のものを塗布できる同効の方法であれば、適宜の方法を利用することができる。 Next, the prepared solution is applied on the base layer (S2-2) to form a protective layer. As the coating method, a spin coating method, a dip coating method, a printing method, and the like are exemplified as suitable ones. Can be used.
次に、図3を併せて参照すると、基板4上に形成した基層と、これに塗布した白金族金属含有溶液による保護層と、からなる水素ガス感応性膜1の前駆体1’に紫外線処理(S3)として還元性ガス雰囲気下で紫外線を照射して、保護層の白金族金属化合物を白金族金属に還元する。また、かかる紫外線処理により、タングステン含有溶液において低級アルコールとの反応生成物となったハロゲン化タングステンを、基層中において酸化タングステンにする。ここでは、基板4上に形成した前駆体1’の表面に対向させて略平板からなるガラスセル6を配置する。ガラスセル6の前駆体1’側の面にはスペーサ7が設けられ、還元性ガスを前駆体1’の表面に導く空間を設けている。ガラスセル6は還元性ガスを所定の流量で導入できるようマスフローコントローラ5に接続されている。ここで、所定の流量の還元性ガスをガラスセル6によって前駆体1’の表面に導きながら基板4の裏面側に設置された光源8から紫外線を照射する。この場合、基板4は紫外線を透過する材料からなり、例えばソーダガラスを用い得る。このように、前駆体1’に紫外線処理を施すことによって水素ガス感応性膜1を得る。
Next, referring also to FIG. 3, the
紫外線処理(S3)は水素などの還元性ガスの存在下で行う。還元性ガスは、アルゴンなどの不活性ガスで希釈されていてもよい。また、紫外線処理は、室温下で行うことが好ましく、特に紫外線を照射する前に加熱処理を行わないことが好ましい。水素ガスを用いる場合、水素ガス濃度に特に制限はないが、2体積%未満の濃度では反応に時間がかかる。一方、8体積%を超える濃度では反応を効率よく速く進め得るが、安全性に問題がある。また、水素ガス濃度を高くすると表面に水を生成しやすく、得られる調光膜の劣化を引き起こす可能性がある。従って、還元性ガスは2〜8体積%、特に3〜6体積%濃度の水素を含むアルゴンガスが好適なものとして例示される。なお、エチレングリコールモノメチルエーテル等の有機溶媒は、還元性ガスの存在下、紫外線を照射することにより蒸発し、保護層から放出される。 The ultraviolet treatment (S3) is performed in the presence of a reducing gas such as hydrogen. The reducing gas may be diluted with an inert gas such as argon. Further, the ultraviolet treatment is preferably performed at room temperature, and it is particularly preferable not to perform the heat treatment before the ultraviolet irradiation. When hydrogen gas is used, the hydrogen gas concentration is not particularly limited, but the reaction takes time at a concentration of less than 2% by volume. On the other hand, at a concentration exceeding 8% by volume, the reaction can proceed efficiently and quickly, but there is a problem in safety. Moreover, when hydrogen gas concentration is made high, it is easy to produce | generate water on the surface, and may cause deterioration of the light control film obtained. Therefore, the reducing gas is preferably exemplified by argon gas containing hydrogen having a concentration of 2 to 8% by volume, particularly 3 to 6% by volume. Note that an organic solvent such as ethylene glycol monomethyl ether evaporates by irradiation with ultraviolet rays in the presence of a reducing gas and is released from the protective layer.
なお、紫外線は基板4の裏面側ではなく、前駆体1’側から照射してもよく、この場合には、ガラスセル6の外側から照射する方法と内側から照射する方法の2つの方法を用い得る。いずれの場合においても、前駆体1’に紫外線が照射されるよう、ガラスセル6の形状や材質が選定される。
In addition, you may irradiate an ultraviolet-ray from the precursor 1 'side instead of the back surface side of the board |
また、紫外線の光源8としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯など種々の光源を使用可能である。紫外線の波長は、光源と前駆体1’の間に介在する基板4あるいはガラスセル6の紫外線透過率に応じて適宜選択すればよい。ごく一般的なソーダガラス板を使用した場合には、ソーダガラスの透過率の大きい波長領域である290〜380nmの範囲の波長を選択すればよい。紫外線の照射時間は、通常5分から1時間であり、好適には15分から30分間である。
As the ultraviolet
ガスクロミック特性は白金族金属の量にも依存する。上記した白金族金属含有溶液の塗布(S2−2)及び紫外線処理(S3)の工程を繰り返すことにより、所望の白金族金属の量に調製することができる。得られる触媒層3内の白金族金属量を多くするほどガスクロミック特性として水素ガスに対する光の透過率の変化を大きくでき、また、保護膜としての効果により調光層2の耐久性も向上する傾向にある。しかし、白金族金属量が多すぎると得られる水素ガス感応性膜の色が黒っぽくなり光の透過率が低下するとともに貴重資源の無駄にもなる。0.01〜0.02mol/L程度の濃度の白金族金属含有溶液を用いる場合、1〜5層程度の積層が好適な例として示される。
Gaschromic properties also depend on the amount of platinum group metal. By repeating the steps of applying the platinum group metal-containing solution (S2-2) and ultraviolet treatment (S3), the desired amount of platinum group metal can be prepared. As the amount of platinum group metal in the resulting
なお、紫外線処理(S3)を行う前において、基層には、タングステン、ハロゲン(例:塩素)、酸素、炭素及び水素の各元素が検出された。すなわち、基層は、ハロゲン化タングステンと低級アルコールとの反応生成物の一部である有機物及びハロゲン化物をその内部に残存させているものと考えられる。かかるハロゲン化物は、紫外線処理において、その一部のハロゲン化物イオンを白金族金属イオンの還元反応に寄与させながら、有機物とともに基層から脱離してゆく。脱離する有機物及びハロゲン化物の内部生成物は表面までの移動により、基層に不規則な方向に延びる連通孔を形成し、基層から得られる調光層2を多孔化させる。また、かかる内部生成物の脱離に伴い、基層においては酸化タングステンが生成される。これにより、紫外線処理の後に得られる調光層2に水素ガスに対する感応性を与え、保護層から得られる触媒層3と併せて水素ガス感応性膜1となるのである。ここで、乾燥(S1-3)において、上記したように基層中のハロゲン化タングステン及び低級アルコールの反応生成物を結晶化させずアモルファス相で成膜させると、紫外線処理(S3)により脱離する内部生成物の移動の起点をよりランダムにできるとともに、移動を容易にすることで不規則な連通孔の形成を促進できて好ましい。
Note that, before performing the ultraviolet treatment (S3), each element of tungsten, halogen (eg, chlorine), oxygen, carbon, and hydrogen was detected in the base layer. That is, it is considered that the base layer is left with an organic substance and a halide which are part of a reaction product of tungsten halide and lower alcohol. Such a halide is desorbed from the base layer together with the organic substance while contributing part of the halide ion to the reduction reaction of the platinum group metal ion in the ultraviolet treatment. The internal products of the desorbed organic substance and halide form a communicating hole extending in an irregular direction in the base layer by movement to the surface, and the
このようにして、酸化タングステンからなる調光層2の上に触媒層3として形成された白金族金属の担持された水素ガス感応性膜1が形成される。かかる水素ガス感応性膜1は、水素ガス感応性、特に水素ガスクロミック特性を有する。特に、上記したように調光層2は不規則連通孔により多孔化されており、水素ガスを調光層2の内部に導くことができる。これにより、水素ガス感応性膜1は、水素ガスに対して高い反応速度を得て、良好な水素ガス感応性を有するのである。
In this way, the hydrogen gas
次に、上記した製造方法により得られた水素ガス感応性膜1について、水素ガスクロミック特性を確認するため、レーザー光の透過率の測定を行った測定結果について具体的に説明する。
Next, in order to confirm the hydrogen gas chromic characteristics of the hydrogen gas
まず、レーザー光の透過率の測定に用いた測定装置10及び測定方法について、図4を用いて説明する。
First, the
図4に示すように、測定装置10は、基板4上に形成した水素ガス感応性膜1の表面に対向させて、略平板からなるガラスセル6を配置する。ガラスセル6の水素ガス感応性膜1側の面にはスペーサ7が設けられ、4体積%の水素を含むアルゴンからなる水素含有ガスを水素ガス感応性膜1の表面に導く空間を設けている。ガラスセル6は水素含有ガスを所定の量だけ導入できるようマスフローコントローラ5に接続されている。基板4の裏面側には、波長670nmのレーザー光を照射できる半導体レーザー装置11が備えられ、基板4、水素ガス感応性膜1及びガラスセル6を透過したレーザー光を検出するフォトダイオード12もガラスセル6の背面側に備えられる。
As shown in FIG. 4, the measuring
上記した製造方法によって製造される後述する各実施例による水素ガス感応性膜、及び、かかる製造方法の一部を変更して製造された後述する各比較例による水素ガス感応性膜に対応する膜に対し、測定装置10を用いて、流量100ml/minの水素含有ガスの供給及び停止を60秒ごとに繰り返し、水素ガス感応性膜及びこれに対応する膜に対するレーザー光の透過率を測定した。なお、水素含有ガスの供給を停止すると、これに伴い水素ガス感応性膜1の表面には大気が導入される。
A hydrogen gas sensitive film according to each example described later manufactured by the manufacturing method described above, and a film corresponding to a hydrogen gas sensitive film according to each comparative example described below manufactured by changing a part of the manufacturing method. On the other hand, supply and stop of the hydrogen-containing gas at a flow rate of 100 ml / min were repeated every 60 seconds using the measuring
次に、上記した製造方法によって製造される各実施例による水素ガス感応性膜の製造方法の詳細及びレーザー光の透過率の測定結果について説明する。 Next, the details of the method of manufacturing the hydrogen gas sensitive film according to each example manufactured by the above-described manufacturing method and the measurement result of the transmittance of laser light will be described.
〔実施例1〕
タングステン含有溶液の調製(S1-1)では、酸素濃度1体積%以下の露点温度を−80℃以下とする乾燥窒素雰囲気下で、三ツ口フラスコに塩化タングステン(VI)(WCl6、Strem Chemicals社製)を測り取り、これに0.25mol/Lの濃度になるように溶媒として低級アルコールを加えた。溶媒には、超脱水エタノール(和光純薬工業社製、有機合成用)と超脱水i-プロピルアルコール(和光純薬工業社製、有機合成用)を使用し、超脱水エタノール、超脱水i-プロピルアルコールの順に、体積比で4対1の割合で氷冷下において攪拌しながらゆっくり滴下し、室温下で3週間攪拌を続けた。これにより、塩化タングステン(VI)が溶解・反応し、最終的に無色透明のタングステン含有溶液を得た。
[Example 1]
In preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), tungsten chloride (VI) (WCl 6 , manufactured by Strem Chemicals) was placed in a three-necked flask under a dry nitrogen atmosphere with a dew point temperature of 1% by volume or less at −80 ° C. or less. ) Was measured, and a lower alcohol was added as a solvent so as to have a concentration of 0.25 mol / L. Super-dehydrated ethanol (Wako Pure Chemical Industries, for organic synthesis) and ultra-dehydrated i-propyl alcohol (Wako Pure Chemical Industries, for organic synthesis) are used as the solvent. In the order of propyl alcohol, the mixture was slowly added dropwise at a volume ratio of 4: 1 with stirring under ice cooling, and stirring was continued for 3 weeks at room temperature. Thereby, tungsten (VI) chloride was dissolved and reacted, and finally a colorless and transparent tungsten-containing solution was obtained.
溶液の塗布(S1-2)では、この溶液を、基板上に3000rpm、30sの条件でスピンコートし、その後、乾燥(S1-3)では、100℃のホットプレート上で10分間加熱し乾燥させた。この塗布及び乾燥を5回繰り返し、厚さ約400nmの基層を形成した。なお、基板には、30mm×30mm×1mmの平板状のガラス板を用い、使用前に飽和水酸化カリウムエタノール溶液と蒸留水で洗浄した。 In the application of the solution (S1-2), this solution is spin-coated on the substrate under conditions of 3000 rpm and 30 s. Then, in the drying (S1-3), the solution is heated on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes and dried. It was. This coating and drying were repeated 5 times to form a base layer having a thickness of about 400 nm. The substrate used was a 30 mm × 30 mm × 1 mm flat glass plate, which was washed with a saturated potassium hydroxide ethanol solution and distilled water before use.
白金族金属含有溶液の調製(S2-1)では、乾燥窒素雰囲気下で、なすフラスコにビス(アセチルアセトナト)パラジウム(II)(和光純薬工業社製、有機合成用)を測り取り、これにエチレングリコールモノメチルエーテル(和光純薬工業社製)を0.01mol/Lの濃度になるように加え、室温下で10分間攪拌した。その後、60℃で10分間加熱後、さらに70℃で10分間加熱し、その後、室温下で一晩攪拌し、白金族金属含有溶液としてパラジウム含有溶液を得た。 In the preparation of the platinum group metal-containing solution (S2-1), bis (acetylacetonato) palladium (II) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for organic synthesis) was measured in an eggplant flask under a dry nitrogen atmosphere. To this was added ethylene glycol monomethyl ether (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to a concentration of 0.01 mol / L, and the mixture was stirred at room temperature for 10 minutes. Thereafter, the mixture was heated at 60 ° C. for 10 minutes, further heated at 70 ° C. for 10 minutes, and then stirred overnight at room temperature to obtain a palladium-containing solution as a platinum group metal-containing solution.
白金族金属含有溶液の塗布(S2-2)では、先に作製した基層上にパラジウム含有溶液を3000rpm、30sの条件でスピンコートした。 In the application of the platinum group metal-containing solution (S2-2), the palladium-containing solution was spin-coated on the previously prepared base layer under the conditions of 3000 rpm and 30 s.
紫外線処理(S3)においては、還元性ガスとして4体積%の水素を含むアルゴンガスを流しながら波長365nmの紫外線を15分間照射した(図3参照)。 In the ultraviolet treatment (S3), ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm were irradiated for 15 minutes while flowing an argon gas containing 4% by volume of hydrogen as a reducing gas (see FIG. 3).
上述のようにして作製した水素ガス感応性膜を試験装置10に取り付け(図4参照)、レーザー光の透過率を測定した。測定結果を図5に示す。 The hydrogen gas sensitive film produced as described above was attached to the test apparatus 10 (see FIG. 4), and the transmittance of the laser beam was measured. The measurement results are shown in FIG.
水素含有ガスの停止(図面上、「H2ガスOFF」と表記)及び供給(図面上、「H2ガスON」と表記)に対応して無色透明(透明状態)から青色(着色状態)の間で水素ガス感応性膜の色が変化するとともに、レーザー光の透過率が88〜50%の範囲で変化し、水素ガスに対して感応性を有することが確認された。応答速度としては、水素含有ガスを供給した際には60秒かけて徐々に着色状態に変化するが、水素含有ガスの供給を停止させて大気を導入すると、10秒程で元の透明状態に戻ることが確認できた。また、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても透過率の変化の幅、すなわち応答幅が大きく低下することはなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 Colorless and transparent (transparent state) to blue (colored state) corresponding to the stop (indicated as “H 2 gas off” in the drawing) and supply (indicated as “H 2 gas ON” in the drawing) of the hydrogen-containing gas As the color of the hydrogen gas sensitive film changed, the transmittance of the laser light changed in the range of 88 to 50%, and it was confirmed that the film was sensitive to hydrogen gas. As the response speed, when the hydrogen-containing gas is supplied, it gradually changes to a colored state over 60 seconds, but when the supply of the hydrogen-containing gas is stopped and the atmosphere is introduced, the original transparent state is obtained in about 10 seconds. I was able to confirm returning. Further, even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more, the width of the change in transmittance, that is, the response width was not significantly reduced. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例2〕
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、パラジウム含有溶液の塗布(S2-2)、及び紫外線処理(S3)は5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図6に示す。
[Example 2]
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1, but the palladium-containing solution coating (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化するとともに、レーザー光の透過率が84〜58%の範囲で変化し、水素ガスに対して感応性を有することが確認された。応答速度としては、水素含有ガスを供給した際には、実施例1と同様60秒かけて徐々に着色状態に変化するが、大気を導入すると、実施例1の場合よりも応答速度は遅く、30〜60秒かけてゆっくり元の透明状態に戻ることが確認できた。また、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 The hydrogen gas sensitive film changes between the transparent state and the colored state in response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, and the transmittance of the laser light changes in the range of 84 to 58%. It was confirmed to have sensitivity. As the response speed, when the hydrogen-containing gas is supplied, it gradually changes to a colored state over 60 seconds as in Example 1. However, when air is introduced, the response speed is slower than in Example 1, It was confirmed that it slowly returned to the original transparent state over 30 to 60 seconds. In addition, the response width did not greatly decrease even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例3〕
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、パラジウム含有溶液の塗布(S2-2)、及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図7に示す。
Example 3
Application of the tungsten-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 (S1-2) and drying (S1-3) were repeated 10 times to form a base layer having a thickness of about 800 nm, and application of the palladium-containing solution (S2- 2) and ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化するとともに、レーザー光の透過率が68〜14%の範囲で大きく変化し、実施例1、2よりも応答幅の大きくなることが確認された。応答速度としては、水素含有ガスを供給した際には60秒かけて着色状態に変化するが、実施例1、2の場合よりも最初の10秒間程度では応答の速いことが分かった。また、大気を導入すると、10秒程で元の透明状態に戻ることが確認できた。さらに、水素含有ガスの供給及び停止を1500回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 In response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas sensitive film changes between the transparent state and the colored state, and the transmittance of the laser light greatly changes in the range of 68 to 14%. It was confirmed that the response width was larger than 2. As for the response speed, when the hydrogen-containing gas was supplied, it changed to a colored state over 60 seconds, but it was found that the response was faster in the first 10 seconds than in the case of Examples 1 and 2. Moreover, when air was introduced, it was confirmed that the original transparent state was restored in about 10 seconds. Furthermore, the response width was not significantly reduced even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 1500 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例4〕
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)(和光純薬工業社製、有機合成用)を用いて、白金族金属含有溶液として白金含有溶液を得た。なお、白金含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で溶解させるまで10分間攪拌し、そのまま室温下で一晩攪拌して得た。また、白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図8に示す。
Example 4
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1. However, in the preparation of the platinum group metal-containing solution (S2-1), bis (acetylacetonato) platinum (II) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Manufactured for organic synthesis) to obtain a platinum-containing solution as a platinum group metal-containing solution. The concentration of the platinum-containing solution was 0.01 mol / L. The solution was stirred for 10 minutes until dissolved at room temperature, and then stirred overnight at room temperature. Further, the application of the platinum-containing solution (S2-2) and the ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化するとともに、レーザー光の透過率が80〜29%の範囲で大きく変化し、水素ガスに対して感応性を有することが確認された。応答速度としては、実施例1〜3の触媒層3にパラジウムを用いた場合とは異なり、水素含有ガスを供給した際に5秒程度で完全な着色状態になり、そのまま水素含有ガスを供給し続けても透過率に変化は見られなかった。また、大気を導入した場合も、5秒程ですばやく元の透明状態に戻ることが確認され、水素ガスに対する高い応答速度を有することが確認できた。さらに、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 The hydrogen gas sensitive film changes between the transparent state and the colored state in response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, and the transmittance of the laser beam changes greatly in the range of 80 to 29%. It was confirmed that it has sensitivity. As for the response speed, unlike the case where palladium is used for the catalyst layers 3 of Examples 1 to 3, when the hydrogen-containing gas is supplied, it becomes completely colored in about 5 seconds, and the hydrogen-containing gas is supplied as it is. Even if it continued, the transmittance | permeability did not change. In addition, even when air was introduced, it was confirmed that it quickly returned to the original transparent state in about 5 seconds, and it was confirmed that it had a high response speed to hydrogen gas. Furthermore, the response width did not decrease significantly even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例5〕
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、実施例4と同様にして調製した白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図9に示す。
Example 5
Application (S1-2) and drying (S1-3) of a tungsten-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 were repeated 10 times to form a base layer having a thickness of about 800 nm, and prepared in the same manner as in Example 4. The platinum-containing solution coating (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化するとともに、レーザー光の透過率が80〜9%の範囲で大きく変化し、水素ガスに対して実施例4よりも大きい応答幅を有することが確認された。応答速度としては、実施例4と同様、水素含有ガスを供給した際に5秒程度で完全な着色状態になり、そのまま水素含有ガスを供給し続けても透過率に変化は見られなかった。また、大気を導入した場合も、5秒程ですばやく元の透明状態に戻ることが確認され、水素ガスに対する高い応答速度を有することが確認できた。さらに、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 The hydrogen gas sensitive film changes between the transparent state and the colored state in response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, and the transmittance of the laser beam changes greatly in the range of 80 to 9%. Thus, it was confirmed that the response width was larger than that of Example 4. As for the response speed, as in Example 4, when the hydrogen-containing gas was supplied, it was completely colored in about 5 seconds, and even if the hydrogen-containing gas was continuously supplied, the transmittance was not changed. In addition, even when air was introduced, it was confirmed that it quickly returned to the original transparent state in about 5 seconds, and it was confirmed that it had a high response speed to hydrogen gas. Furthermore, the response width did not decrease significantly even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例6〕
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)を用いて濃度0.02mol/Lの白金含有溶液を得た。なお、かかる白金含有溶液は室温下で1時間攪拌し、その後、60℃で溶解させるまで10分間加熱し、最後に室温下で一晩攪拌して得た。また、白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図10に示す。
Example 6
In the same manner as in Example 1, a base layer having a thickness of about 400 nm was formed. In the preparation of the platinum group metal-containing solution (S2-1), bis (acetylacetonato) platinum (II) was used to give a concentration of 0. A 02 mol / L platinum-containing solution was obtained. The platinum-containing solution was stirred for 1 hour at room temperature, then heated for 10 minutes until dissolved at 60 ° C., and finally stirred overnight at room temperature. Further, the application of the platinum-containing solution (S2-2) and the ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、レーザー光の透過率が79〜23%の範囲で大きく変化し、水素ガスに対して実施例4よりも大きい応答幅を有することが確認された。応答速度としては、実施例4、5と同様、水素ガスにすばやく応答し、5秒程度で完全な着色状態、あるいは透明状態になることが確認できた。さらに、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 Corresponding to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas-sensitive film changes between the transparent state and the colored state, and the transmittance of the laser light changes greatly in the range of 79 to 23%. It was confirmed that the response width was larger than that of Example 4. As for the response speed, as in Examples 4 and 5, it was confirmed that it quickly responded to hydrogen gas and became completely colored or transparent in about 5 seconds. Furthermore, the response width did not decrease significantly even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例7〕
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、実施例6と同様にして調製した濃度0.02mol/Lの白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図11に示す。
Example 7
Application (S1-2) and drying (S1-3) of a tungsten-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 were repeated 10 times to form a base layer having a thickness of about 800 nm, and prepared in the same manner as in Example 6. Application of the platinum-containing solution having a concentration of 0.02 mol / L (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、レーザー光の透過率が70〜8%の範囲で大きく変化し、水素ガスに対して大きい応答幅を有することが確認された。応答速度としては、実施例4〜6と同様、水素ガスにすばやく応答し、5秒程度で完全な着色状態、あるいは透明状態になることが確認できた。さらに、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。 Corresponding to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas-sensitive film changes between the transparent state and the colored state, and the transmittance of the laser light changes greatly in the range of 70 to 8%. It was confirmed to have a large response width. As for the response speed, as in Examples 4 to 6, it was confirmed that it quickly responded to hydrogen gas and became completely colored or transparent in about 5 seconds. Furthermore, the response width did not decrease significantly even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed.
〔実施例8〕
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水i-プロピルアルコールのみとし、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図12に示す。
Example 8
In the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), the lower alcohol to be added as a solvent is only ultra-dehydrated i-propyl alcohol, and a base layer having a thickness of about 400 nm is formed in the same manner as in Example 1. Application of the prepared palladium-containing solution (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were carried out once to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、応答幅はそれほど大きくはないが水素ガスに対して感応性を有することが確認された。同様の膜厚である実施例1と比較して水素ガスに対する感応性及び耐久性は劣るが、水素含有ガスの供給及び停止の繰り返しに対して100回程度の耐久性を有しており、水素センサーや水素の可視化シートとしての利用が考えられる。また、タングステン含有溶液の調製(S1-1)に1種類の溶媒を単独で使用しているため、合成操作がより簡便になるという利点がある。 Corresponding to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas sensitive film changed between the transparent state and the colored state, and the response width was not so large, but it was confirmed to be sensitive to hydrogen gas. . Although the sensitivity and durability against hydrogen gas are inferior to those of Example 1 having the same film thickness, it has durability about 100 times with repeated supply and stop of the hydrogen-containing gas. It can be used as a sensor or hydrogen visualization sheet. Further, since one kind of solvent is used alone for the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), there is an advantage that the synthesis operation becomes simpler.
〔実施例9〕
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水エタノールのみとし、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図13に示す。
Example 9
In the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), the lower alcohol added as the solvent was only ultra-dehydrated ethanol, a base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1, and the palladium prepared in the same manner as in Example 1 Application of the containing solution (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were performed once to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、応答幅はそれほど大きくはないが水素ガスに対して感応性を有することが確認された。実施例8と同様、同様の膜厚である実施例1と比較して水素ガスに対する感応性及び耐久性は劣るが、水素含有ガスの供給及び停止の繰り返しに対して150回程度の耐久性を有しており、水素センサーや水素の可視化シートとしての利用が考えられる。また、タングステン含有溶液の調製(S1-1)に1種類の溶媒を単独で使用しているため、合成操作がより簡便になるという利点がある。 Corresponding to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas sensitive film changed between the transparent state and the colored state, and the response width was not so large, but it was confirmed to be sensitive to hydrogen gas. . Similar to Example 8, the sensitivity and durability against hydrogen gas are inferior to those of Example 1 having the same film thickness, but durability of about 150 times with respect to repeated supply and stop of the hydrogen-containing gas. It can be used as a hydrogen sensor or hydrogen visualization sheet. Further, since one kind of solvent is used alone for the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), there is an advantage that the synthesis operation becomes simpler.
〔実施例10〕
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水メタノール(和光純薬工業社製、有機合成用)に変え、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図14に示す。
Example 10
In the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), the lower alcohol added as a solvent is changed to ultra-dehydrated methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for organic synthesis) to form a base layer having a thickness of about 400 nm as in Example 1. Then, a palladium-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were performed once to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、水素ガスに対して感応性を有することが確認された。同様の膜厚である実施例1と比較して水素ガスに対する応答幅及び耐久性は劣るが、実施例8、9に比べて応答幅は大きく耐久性も高く、水素センサーや水素の可視化シートとしての利用が考えられる。また、タングステン含有溶液の調製(S1-1)に1種類の溶媒を単独で使用しているため、合成操作がより簡便になるという利点がある。 Corresponding to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, the hydrogen gas sensitive film changed between the transparent state and the colored state, and it was confirmed that the hydrogen gas was sensitive to hydrogen gas. Although the response width and durability against hydrogen gas are inferior to those of Example 1 having the same film thickness, the response width is large and durability is higher than those of Examples 8 and 9, and as a hydrogen sensor or a hydrogen visualization sheet. Can be used. Further, since one kind of solvent is used alone for the preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), there is an advantage that the synthesis operation becomes simpler.
〔実施例11〕
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、塩化パラジウム(PdCl2、和光純薬工業社製、有機合成用)及び1%の濃度の塩酸エタノール溶液を用いて白金族金属含有溶液として実施例1とは異なるパラジウム含有溶液を得た。なお、このパラジウム含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で1時間攪拌し、その後、60℃で1時間加熱後、室温下で一晩攪拌して得た。また、このパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図15に示す。
Example 11
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1. In the preparation of the platinum group metal-containing solution (S2-1), palladium chloride (PdCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for organic synthesis) ) And a 1% strength hydrochloric acid ethanol solution to obtain a palladium-containing solution different from that of Example 1 as a platinum group metal-containing solution. The concentration of this palladium-containing solution was 0.01 mol / L, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, then heated at 60 ° C. for 1 hour and then stirred at room temperature overnight. Further, the application of the palladium-containing solution (S2-2) and the ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、レーザー光の透過率が81〜43%の範囲で変化する様子が確認されたが、水素含有ガスの供給及び停止の繰り返し回数が300回を超える頃から少しずつ応答幅は小さくなった。しかし、同様の膜厚である同じパラジウムを触媒として使用した実施例2と比較すると、初期段階の応答幅が大きいこと、触媒層の原料である塩化パラジウムのコストが安いという利点がある。 Although the hydrogen gas sensitive film was changed between the transparent state and the colored state in response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, it was confirmed that the laser light transmittance changed in the range of 81 to 43%. The response width gradually decreased from the time when the number of repetitions of supplying and stopping the hydrogen-containing gas exceeded 300 times. However, compared with Example 2 in which the same palladium having the same film thickness is used as a catalyst, there are advantages in that the response width in the initial stage is large and the cost of palladium chloride as a raw material for the catalyst layer is low.
〔実施例12〕
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O、和光純薬工業社製、特級)及びエタノールを用いて白金族金属含有溶液として実施例4とは異なる白金含有溶液を得た。なお、この白金含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で攪拌して溶解させ、そのまま室温下で一晩攪拌して得た。また、この白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図16に示す。
Example 12
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1, but in the preparation of the platinum group metal-containing solution (S2-1), chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A platinum-containing solution different from Example 4 was obtained as a platinum group metal-containing solution using Kogyo Co., Ltd. (special grade) and ethanol. The concentration of this platinum-containing solution was 0.01 mol / L, which was obtained by stirring at room temperature to dissolve, and stirring at room temperature overnight. In addition, application of the platinum-containing solution (S2-2) and ultraviolet treatment (S3) were repeated 5 times to obtain a hydrogen gas sensitive film. The measurement result of the transmittance of the laser beam with respect to this hydrogen gas sensitive film is shown in FIG.
水素含有ガスの停止及び供給に対応して透明状態から着色状態の間で水素ガス感応性膜が変化し、レーザー光の透過率が74〜47%の範囲で変化する様子が確認された。また、水素含有ガスの供給及び停止を2000回以上繰り返しても応答幅は大きく低下しなかった。すなわち、水素ガス感応性膜の良好な耐久性が確認された。同様の膜厚である同じ白金を触媒として使用した実施例4と比較すると応答幅で劣るが、パラジウムを触媒として使用した実施例2と同等以上の感応性が発現されており、より有効である。また、原料である塩化白金酸はビス(アセチルアセトナト)白金(II)よりも安いため、コスト的にも有効である。 It was confirmed that the hydrogen gas sensitive film changed between the transparent state and the colored state in response to the stop and supply of the hydrogen-containing gas, and the laser light transmittance changed in the range of 74 to 47%. In addition, the response width did not greatly decrease even when the supply and stop of the hydrogen-containing gas were repeated 2000 times or more. That is, good durability of the hydrogen gas sensitive film was confirmed. Compared with Example 4 using the same platinum having the same film thickness as a catalyst, the response width is inferior, but sensitivity equivalent to or higher than that of Example 2 using palladium as a catalyst is expressed and more effective. . Further, since chloroplatinic acid as a raw material is cheaper than bis (acetylacetonato) platinum (II), it is effective in terms of cost.
実施例1〜12に示したように、上記した製造方法により得た水素ガス感応性膜1は、良好な水素ガス感応性を有することが確認された。特に、触媒層3の触媒としてパラジウムよりも白金を使用する方が高い応答速度を得て、また、調光層2の膜厚を厚くする方がより大きな応答幅を得ることがわかった。また、耐久性においては白金族金属の量を増加させたときに高い傾向が見られた。その中でも、厚さ約800nm程度の基層上に、濃度0.01mol/Lの白金含有溶液の塗布及び紫外線処理を5回繰り返して白金触媒を担持させた実施例5がより高い応答速度と大きな応答幅を有し、耐久性の高い、すなわち水素ガス感応性のより良好な水素ガス感応性膜であった。
As shown in Examples 1 to 12, it was confirmed that the hydrogen gas
次に、比較例として上記した製造方法の一部を変更して得た水素ガス感応性膜に対応する膜の製造方法の詳細とレーザー光の透過率の測定結果について説明する。 Next, details of a method for manufacturing a film corresponding to a hydrogen gas sensitive film obtained by changing a part of the above-described manufacturing method as a comparative example and measurement results of laser light transmittance will be described.
〔比較例1〕
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において溶媒として低級アルコールではなくエチレングリコールモノメチルエーテルを用いて、実施例1と同様の方法によりタングステン含有溶液の調製を試みた。しかし、1ヶ月間の攪拌にもかかわらず、溶液は濃茶色のままであり、無色透明の溶液を得ることはできなかった。この溶液を実施例1と同様の方法により基板上に塗布し乾燥させたが、透明な膜は得られなかったため、これ以上の製造を行わず、透過率の測定も行わなかった。
[Comparative Example 1]
In preparation of the tungsten-containing solution (S1-1), an attempt was made to prepare a tungsten-containing solution by the same method as in Example 1, using ethylene glycol monomethyl ether instead of lower alcohol as a solvent. However, despite the stirring for one month, the solution remained dark brown and a colorless and transparent solution could not be obtained. This solution was applied onto a substrate and dried by the same method as in Example 1. However, since a transparent film was not obtained, no further production was performed and the transmittance was not measured.
〔比較例2〕
実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液を塗布したが、紫外線の照射を行わず、還元性ガスである4体積%の水素を含むアルゴンガスに15分間曝した。実施例1と同様に、このようにして得た膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図17に示す。
[Comparative Example 2]
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1, and a palladium-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 was applied. However, ultraviolet irradiation was not performed, and 4% by volume of hydrogen as a reducing gas was used. For 15 minutes. Similarly to Example 1, the transmittance of the laser beam with respect to the film thus obtained was measured. The measurement results are shown in FIG.
水素含有ガスの供給及び停止に対応した光透過率の変化は認められないことが確認された。パラジウム化合物が金属パラジウムに還元されていないためと考えられる。 It was confirmed that there was no change in light transmittance corresponding to the supply and stop of the hydrogen-containing gas. This is probably because the palladium compound was not reduced to metallic palladium.
〔比較例3〕
実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液を塗布したが、15分間の紫外線の照射を大気中で行った。実施例1と同様に、このようにして得た膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図18に示す。
[Comparative Example 3]
A base layer having a thickness of about 400 nm was formed in the same manner as in Example 1 and a palladium-containing solution prepared in the same manner as in Example 1 was applied, but irradiation with ultraviolet rays for 15 minutes was performed in the atmosphere. Similarly to Example 1, the transmittance of the laser beam with respect to the film thus obtained was measured. The measurement results are shown in FIG.
水素含有ガスの供給及び停止に対応してレーザー光の透過率に若干の変化は認められたものの、観察される色としての変化は認められなかった。パラジウム化合物の金属パラジウムへの還元が不十分であるためと考えられる。 Although a slight change was observed in the transmittance of the laser beam in response to the supply and stop of the hydrogen-containing gas, no change in the observed color was observed. This is thought to be due to insufficient reduction of the palladium compound to metallic palladium.
〔比較例4〕
スパッタリング法により三酸化タングステン(WO3)の膜を基板上に得て、実施例6と同様に調製した濃度0.02mol/Lの白金含有溶液を用いて塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して膜を得た。実施例1と同様に、この膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図19に示す。
[Comparative Example 4]
A film of tungsten trioxide (WO 3 ) was obtained on the substrate by a sputtering method, and was applied using a platinum-containing solution having a concentration of 0.02 mol / L prepared in the same manner as in Example 6 (S2-2) and ultraviolet treatment ( S3) was repeated 5 times to obtain a film. In the same manner as in Example 1, the transmittance of the laser beam to this film was measured. The measurement results are shown in FIG.
水素含有ガスの供給及び停止に対応した光透過率の変化は認められないことが確認された。紫外線処理の前において三酸化タングステンの膜にハロゲン化物イオンが含まれていないため、紫外線処理によっても白金化合物が金属白金に還元されなかったものと考えられる。 It was confirmed that there was no change in light transmittance corresponding to the supply and stop of the hydrogen-containing gas. Since the tungsten trioxide film does not contain halide ions before the ultraviolet treatment, it is considered that the platinum compound was not reduced to metallic platinum by the ultraviolet treatment.
〔比較例5〕
実施例1と同様の方法により調製したタングステン含有溶液を、サンプル瓶に測り取った塩化白金酸に加え、塩化白金酸の濃度を0.01mol/Lとするタングステン・白金含有溶液を室温下で攪拌して得た。この溶液を基板上に塗布し、実施例1と同様の紫外線処理を行った。かかる塗布及び紫外線処理を5回繰り返し、無色透明のタングステン・白金含有混合膜を得た。実施例1と同様に、この膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図20に示す。
[Comparative Example 5]
A tungsten-containing solution prepared by the same method as in Example 1 was added to chloroplatinic acid measured in a sample bottle, and the tungsten-platinum-containing solution with a chloroplatinic acid concentration of 0.01 mol / L was stirred at room temperature. I got it. This solution was applied onto a substrate and subjected to the same ultraviolet treatment as in Example 1. Such coating and ultraviolet treatment were repeated 5 times to obtain a colorless and transparent mixed film containing tungsten and platinum. In the same manner as in Example 1, the transmittance of the laser beam to this film was measured. The measurement results are shown in FIG.
水素含有ガスの供給及び停止に対応した光透過率の変化はほとんど認められないことが確認された。これは、紫外線処理において、タングステン・白金含有溶液及びこれによる膜中に分散された白金化合物まで還元反応に必要な水素が充分に届かず、白金化合物が金属白金に還元されなかったためと考えられる。 It was confirmed that there was almost no change in light transmittance corresponding to the supply and stop of the hydrogen-containing gas. This is presumably because, in the ultraviolet treatment, hydrogen necessary for the reduction reaction did not reach the tungsten / platinum-containing solution and the platinum compound dispersed in the resulting solution, and the platinum compound was not reduced to metal platinum.
以上、本発明による実施例、これに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。 As mentioned above, although the Example by this invention and the modification based on this were demonstrated, this invention is not necessarily limited to this, A person skilled in the art will deviate from the main point of this invention, or the attached claim. Various alternative embodiments and modifications could be found without doing so.
1 水素ガス感応性膜
2 調光層
3 触媒層
4 基板
1 Hydrogen gas
Claims (10)
ハロゲン化タングステンと炭素数を1〜4とするアルコールとを混合して調製した溶液を基板上に塗布して乾燥させる基層形成工程と、
この上に白金族金属化合物と有機溶媒とを混合して調製した溶液を塗布する保護層形成工程と、
還元性ガス雰囲気下で紫外線を照射し前記ハロゲン化タングステンを酸化タングステンに、前記白金族金属化合物を白金族金属にする紫外線処理工程と、を含むことを特徴とする水素ガス感応性膜の製造方法。 A method for producing a hydrogen gas sensitive film in which a catalyst layer is provided on a light control layer made of tungsten oxide,
A base layer forming step in which a solution prepared by mixing tungsten halide and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms is applied on a substrate and dried;
A protective layer forming step of applying a solution prepared by mixing a platinum group metal compound and an organic solvent thereon,
A process for producing a hydrogen gas sensitive film, comprising: an ultraviolet treatment step of irradiating ultraviolet rays in a reducing gas atmosphere to convert the tungsten halide into tungsten oxide and the platinum group metal compound into a platinum group metal. .
10. The method for producing a hydrogen gas sensitive film according to claim 2, wherein the reducing gas atmosphere is a hydrogen gas atmosphere.
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