JP2686384B2 - 半導体式硫化水素ガスセンサ - Google Patents
半導体式硫化水素ガスセンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体式硫化水素ガス
センサに関する。
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、硫化水素の濃度を測定するものと
しては、定電位電解式センサを使用する方法、非分散赤
外分析法、ガスクロマトグラフィー、イオンクロマトグ
ラフィー等を使用したものがある。しかしながら、定電
位電解式センサを使用する場合は、電解液等の液体を用
いるため、装置が複雑であり、液の補充等、保守管理を
頻繁に行わなければならない。さらに非分散赤外分析法
においては、必要とされる装置が高価であるとともに、
大型である欠点がある。さらに、ガスクロマトグラフィ
ー、イオンクロマトグラフィーを使用する場合は、装置
が大型になり、高価であり、硫化水素の濃度を連続的に
測定することができない。
しては、定電位電解式センサを使用する方法、非分散赤
外分析法、ガスクロマトグラフィー、イオンクロマトグ
ラフィー等を使用したものがある。しかしながら、定電
位電解式センサを使用する場合は、電解液等の液体を用
いるため、装置が複雑であり、液の補充等、保守管理を
頻繁に行わなければならない。さらに非分散赤外分析法
においては、必要とされる装置が高価であるとともに、
大型である欠点がある。さらに、ガスクロマトグラフィ
ー、イオンクロマトグラフィーを使用する場合は、装置
が大型になり、高価であり、硫化水素の濃度を連続的に
測定することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本願の目的は、
構造が簡単で、安価であり、且つ硫化水素ガスに対して
高感度で選択性にすぐれた半導体式の硫化水素ガスセン
サを提供することにある。
構造が簡単で、安価であり、且つ硫化水素ガスに対して
高感度で選択性にすぐれた半導体式の硫化水素ガスセン
サを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による半導体式硫化水素ガスセンサの特徴構成
は、原子価制御された酸化スズ半導体に、ランタン、鉛
の夫々の酸化物を添加物として添加した金属酸化物半導
体部を備えたことにあり、その作用・効果は次の通りで
ある。
の本発明による半導体式硫化水素ガスセンサの特徴構成
は、原子価制御された酸化スズ半導体に、ランタン、鉛
の夫々の酸化物を添加物として添加した金属酸化物半導
体部を備えたことにあり、その作用・効果は次の通りで
ある。
【０００５】
【作用】つまり、本願の半導体式硫化水素ガスセンサの
基本的構成は従来の半導体式のガスセンサの構成にほぼ
等しく、原子価制御された酸化スズ半導体に添加物を添
加した金属酸化物半導体部が主な構成部となっている。
ここに、検知対象のガス（具体的には硫化水素ガス）が
吸着すると、金属酸化物半導体部の電気伝導度が変化
し、これをセンサに備えられている電極部により電気的
に取り出すことによりガスの検出が可能となる。そして
本発明の半導体式硫化水素ガスセンサにおいては、ラン
タン、鉛の２種の酸化物によって、硫化水素ガスに対す
る感度が上昇し、水素、一酸化炭素、炭化水素等のガス
に対する感度が低減される（選択性が確保される）。さ
らに鉛の酸化物については、このセンサの応答性の良化
にも寄与している。
基本的構成は従来の半導体式のガスセンサの構成にほぼ
等しく、原子価制御された酸化スズ半導体に添加物を添
加した金属酸化物半導体部が主な構成部となっている。
ここに、検知対象のガス（具体的には硫化水素ガス）が
吸着すると、金属酸化物半導体部の電気伝導度が変化
し、これをセンサに備えられている電極部により電気的
に取り出すことによりガスの検出が可能となる。そして
本発明の半導体式硫化水素ガスセンサにおいては、ラン
タン、鉛の２種の酸化物によって、硫化水素ガスに対す
る感度が上昇し、水素、一酸化炭素、炭化水素等のガス
に対する感度が低減される（選択性が確保される）。さ
らに鉛の酸化物については、このセンサの応答性の良化
にも寄与している。
【０００６】
【発明の効果】従って、本願においては半導体式のガス
センサの金属酸化物半導体部に、ランタン、鉛の酸化物
を添加することにより、硫化水素ガスに対して高感度で
あるとともに、他のガスとの選択性に於いて優れ、実用
上問題のない半導体式硫化水素ガスセンサが得られた。
さらにこのセンサは、従来の半導体式ガスセンサの構成
をほぼそのまま踏襲したものであるため、構造が簡単
で、保守・点検も非常に簡単なものとなっている。
センサの金属酸化物半導体部に、ランタン、鉛の酸化物
を添加することにより、硫化水素ガスに対して高感度で
あるとともに、他のガスとの選択性に於いて優れ、実用
上問題のない半導体式硫化水素ガスセンサが得られた。
さらにこのセンサは、従来の半導体式ガスセンサの構成
をほぼそのまま踏襲したものであるため、構造が簡単
で、保守・点検も非常に簡単なものとなっている。
【０００７】さらに、前記金属酸化物半導体部の外周部
に、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトの
中から選択された少なくとも１種を担体とする担体層を
設け、担体層にタングステンの酸化物もしくはモリブデ
ンの酸化物の一方もしくは両方を担持物として担持させ
た触媒層を設けたものとすると、検知対象ガス中にアル
コールがある場合にも、センサのアルコールに対する感
度を抑制することができる。
に、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトの
中から選択された少なくとも１種を担体とする担体層を
設け、担体層にタングステンの酸化物もしくはモリブデ
ンの酸化物の一方もしくは両方を担持物として担持させ
た触媒層を設けたものとすると、検知対象ガス中にアル
コールがある場合にも、センサのアルコールに対する感
度を抑制することができる。
【０００８】
【実施例】以下に本願の半導体式硫化水素ガスセンサの
実施例を図面に基づいて説明する。説明にあたっては、
センサの構造、センサの製作方法、センサの使用形態と
その性能、センサにおける添加物の配合割合と感度特
性、触媒層とその感度特性の順に説明する。 〔センサの構造〕図１に本願の半導体式硫化水素ガスセ
ンサ１が示されている。図においては、このセンサ１の
内部構成を示すために一部が断面で表示されている。図
示するように、このセンサ１は、白金線コイル２上に酸
化スズの金属酸化物半導体部３を備えたものであり、こ
の金属酸化物半導体部３の外層側に触媒層４が設けられ
ている。さらに詳細に各部位について説明すると、金属
酸化物半導体部３は酸化スズの焼結体で形成されるとと
もに、この焼結体にランタン及び鉛の酸化物が添加され
ている。ここで、ランタン及び鉛の酸化物の役割は硫化
水素に対する感度と選択性を良化させることであり、鉛
酸化物はこの機能の他、センサの応答性の良化にも寄与
している。次に触媒層４について説明すると、この層４
はアルミナを担体とする担体層に、タングステン酸化物
を担持物として担持させたものである。このタングステ
ン酸化物によりアルコールは分解（いわゆる酸性金属酸
化物によるアルコールの分子内脱水反応と呼ばれるも
の）を受ける。この化学反応式を以下に示す。 Ｃ2Ｈ5ＯＨ→Ｃ2Ｈ4＋Ｈ2Ｏ
実施例を図面に基づいて説明する。説明にあたっては、
センサの構造、センサの製作方法、センサの使用形態と
その性能、センサにおける添加物の配合割合と感度特
性、触媒層とその感度特性の順に説明する。 〔センサの構造〕図１に本願の半導体式硫化水素ガスセ
ンサ１が示されている。図においては、このセンサ１の
内部構成を示すために一部が断面で表示されている。図
示するように、このセンサ１は、白金線コイル２上に酸
化スズの金属酸化物半導体部３を備えたものであり、こ
の金属酸化物半導体部３の外層側に触媒層４が設けられ
ている。さらに詳細に各部位について説明すると、金属
酸化物半導体部３は酸化スズの焼結体で形成されるとと
もに、この焼結体にランタン及び鉛の酸化物が添加され
ている。ここで、ランタン及び鉛の酸化物の役割は硫化
水素に対する感度と選択性を良化させることであり、鉛
酸化物はこの機能の他、センサの応答性の良化にも寄与
している。次に触媒層４について説明すると、この層４
はアルミナを担体とする担体層に、タングステン酸化物
を担持物として担持させたものである。このタングステ
ン酸化物によりアルコールは分解（いわゆる酸性金属酸
化物によるアルコールの分子内脱水反応と呼ばれるも
の）を受ける。この化学反応式を以下に示す。 Ｃ2Ｈ5ＯＨ→Ｃ2Ｈ4＋Ｈ2Ｏ
【０００９】この反応は比較的高温（３００℃程度以
上）で起こるものであり、このときエチレンが生成され
るが、このガスに対する本願のセンサの感度は非常に低
く、これが誤検出されることはない。従って本願のセン
サにおいてはアルコールを誤検出することはなく、この
触媒層４がこの役割を担う。
上）で起こるものであり、このときエチレンが生成され
るが、このガスに対する本願のセンサの感度は非常に低
く、これが誤検出されることはない。従って本願のセン
サにおいてはアルコールを誤検出することはなく、この
触媒層４がこの役割を担う。
【００１０】〔センサの製作方法〕以下にセンサの作成
過程を順を追って説明する。 （イ） 四塩化スズを用い、一定濃度の水溶液を調整
し、所定量の塩化アンチモンを添加する。この水溶液に
アンモニア水を滴下して得た水酸化スズの沈殿物を乾燥
後、電気炉で７００℃で２時間焼成して、原子価制御さ
れた酸化スズを得る。これを粉砕して微粉末とし水で練
ってペースト状とし、このペーストをガスセンサの検出
電極としての貴金属コイル（具体的には白金）へ付着さ
せ、室温で乾燥後、６００℃で一時間加熱し焼結体を得
る。 （ロ） 添加物としてのランタン及び鉛は硝酸塩の水溶
液を、前述の酸化スズに対して、ランタンにおいては
０．１〜２０ｍｏｌ％（最適添加量３ｍｏｌ％）に、鉛
においては０．０１〜１０ｍｏｌ％（最適添加量１ｍｏ
ｌ％）になるように調整して、それぞれ１種づつ又は混
合液を焼結体に含浸する。さらに、これを室温で乾燥後
６００℃で１時間加熱し、それぞれの酸化物を得る。以
上の工程において、金属酸化物半導体部３の作成が完了
する。
過程を順を追って説明する。 （イ） 四塩化スズを用い、一定濃度の水溶液を調整
し、所定量の塩化アンチモンを添加する。この水溶液に
アンモニア水を滴下して得た水酸化スズの沈殿物を乾燥
後、電気炉で７００℃で２時間焼成して、原子価制御さ
れた酸化スズを得る。これを粉砕して微粉末とし水で練
ってペースト状とし、このペーストをガスセンサの検出
電極としての貴金属コイル（具体的には白金）へ付着さ
せ、室温で乾燥後、６００℃で一時間加熱し焼結体を得
る。 （ロ） 添加物としてのランタン及び鉛は硝酸塩の水溶
液を、前述の酸化スズに対して、ランタンにおいては
０．１〜２０ｍｏｌ％（最適添加量３ｍｏｌ％）に、鉛
においては０．０１〜１０ｍｏｌ％（最適添加量１ｍｏ
ｌ％）になるように調整して、それぞれ１種づつ又は混
合液を焼結体に含浸する。さらに、これを室温で乾燥後
６００℃で１時間加熱し、それぞれの酸化物を得る。以
上の工程において、金属酸化物半導体部３の作成が完了
する。
【００１１】（ハ） 次に触媒層４の作成にあたって
は、この触媒層はアルミナの粉末にタングステン酸アン
モニウムの水溶液を含浸法によりアルミナの粉末に対し
て０．１〜１０ｍｏｌ％（最適添加量２ｍｏｌ％）にな
るように添加した後、乾燥後、電気炉で７００℃で２時
間焼成する。これを粉砕し、水で練ってペースト状とし
前述の金属酸化物半導体部表面全周に塗布する。さらに
室温で乾燥後、６００℃で１時間加熱し、焼結させ形成
する。
は、この触媒層はアルミナの粉末にタングステン酸アン
モニウムの水溶液を含浸法によりアルミナの粉末に対し
て０．１〜１０ｍｏｌ％（最適添加量２ｍｏｌ％）にな
るように添加した後、乾燥後、電気炉で７００℃で２時
間焼成する。これを粉砕し、水で練ってペースト状とし
前述の金属酸化物半導体部表面全周に塗布する。さらに
室温で乾燥後、６００℃で１時間加熱し、焼結させ形成
する。
【００１２】〔センサの使用形態とその性能〕以下に、
上記のようにして作成されたセンサの使用形態及びその
性能について説明する。 〔センサ回路〕このセンサ１は、図２に示されるホィー
ストン回路５に組み込まれて使用される。図中直列抵抗
５ａはこのセンサ１のための負荷抵抗としてこれに直列
に接続された抵抗であり、抵抗５ｂ、５ｃはこの回路の
基準電位を定めるため互いに直列に接続された基準抵抗
である。センサ１と直列抵抗５ａは他の基準抵抗５ｂ、
５ｃに対して電源５ｄに関し並列とされ、各々抵抗の中
間点Ａ，Ｂの間の電位差により、このセンサの出力を電
圧（ｍＶ）の形で得ることができる。清浄空気中での出
力電圧（Ｖａ）をガス存在下での出力電圧（Ｖｇ）から
差し引いた値が感度（ΔＶ）として示される。 ΔＶ＝Ｖｇ−Ｖａ
上記のようにして作成されたセンサの使用形態及びその
性能について説明する。 〔センサ回路〕このセンサ１は、図２に示されるホィー
ストン回路５に組み込まれて使用される。図中直列抵抗
５ａはこのセンサ１のための負荷抵抗としてこれに直列
に接続された抵抗であり、抵抗５ｂ、５ｃはこの回路の
基準電位を定めるため互いに直列に接続された基準抵抗
である。センサ１と直列抵抗５ａは他の基準抵抗５ｂ、
５ｃに対して電源５ｄに関し並列とされ、各々抵抗の中
間点Ａ，Ｂの間の電位差により、このセンサの出力を電
圧（ｍＶ）の形で得ることができる。清浄空気中での出
力電圧（Ｖａ）をガス存在下での出力電圧（Ｖｇ）から
差し引いた値が感度（ΔＶ）として示される。 ΔＶ＝Ｖｇ−Ｖａ
【００１３】〔性能説明〕 （イ） 以下に半導体式硫化水素ガスセンサ（適正添加
量 ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層の
タングステン：２ｍｏｌ％を添加）１の種々のガスに対
する感度とセンサ動作温度との関係について説明する。
この関係が図３に示されており、硫化水素（１０ｐｐ
ｍ）及び水素、イソブタン、エタノール（各５００ｐｐ
ｍ）に対する感度が示されている。同図からも明らかな
ように、このセンサの硫化水素に対する感度は、３６０
℃付近で最も高く、それ以上、以下の温度域においては
次第に低下している（ただし、硫化水素ガスに対する感
度は、３００℃〜４５０℃の範囲で充分に高い）。一方
他のガスにおいては、概して温度の上昇とともに感度も
低くなっている。図４においてさらに詳細に説明する
が、このセンサにおける硫化水素と他のガスとの選択性
は充分に満足できるものである。即ち、水素、イソブタ
ン、エタノールに対しては、ほぼ３００℃をこえた温度
範囲では、感度が十分に抑えられている。
量 ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層の
タングステン：２ｍｏｌ％を添加）１の種々のガスに対
する感度とセンサ動作温度との関係について説明する。
この関係が図３に示されており、硫化水素（１０ｐｐ
ｍ）及び水素、イソブタン、エタノール（各５００ｐｐ
ｍ）に対する感度が示されている。同図からも明らかな
ように、このセンサの硫化水素に対する感度は、３６０
℃付近で最も高く、それ以上、以下の温度域においては
次第に低下している（ただし、硫化水素ガスに対する感
度は、３００℃〜４５０℃の範囲で充分に高い）。一方
他のガスにおいては、概して温度の上昇とともに感度も
低くなっている。図４においてさらに詳細に説明する
が、このセンサにおける硫化水素と他のガスとの選択性
は充分に満足できるものである。即ち、水素、イソブタ
ン、エタノールに対しては、ほぼ３００℃をこえた温度
範囲では、感度が十分に抑えられている。
【００１４】（ロ） 次に本願のセンサ（適正添加量
ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層 タン
グステン：２ｍｏｌ％を添加）の種々のガスに対する感
度とガス濃度との関係について説明する。この関係が図
４に示されており、その検知温度は、図３で本願の硫化
水素ガスセンサ１が最高感度に近い３７０℃である。硫
化水素及び水素、イソブタン、エタノールに関するデー
タが示されている。図４より、硫化水素ガスに対しては
１ｐｐｍから感度が十分得られ、高感度であり、また、
水素、イソブタン、エタノールのガスとの分離も十分良
いことがわかる。
ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層 タン
グステン：２ｍｏｌ％を添加）の種々のガスに対する感
度とガス濃度との関係について説明する。この関係が図
４に示されており、その検知温度は、図３で本願の硫化
水素ガスセンサ１が最高感度に近い３７０℃である。硫
化水素及び水素、イソブタン、エタノールに関するデー
タが示されている。図４より、硫化水素ガスに対しては
１ｐｐｍから感度が十分得られ、高感度であり、また、
水素、イソブタン、エタノールのガスとの分離も十分良
いことがわかる。
【００１５】（ハ） 次に本願のセンサ（適正添加量
ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層 タン
グステン：２ｍｏｌ％を添加）１の硫化水素ガスに対す
る時間応答曲線（Ｈ2Ｓ１０ｐｐｍ）について説明す
る。この関係が図５（イ）に示されており、センサ温度
は３７０℃、硫化水素濃度は１０ｐｐｍである。結果、
応答が速く、また回復も同様に速いことがわかる。９０
％応答は０．６ｍｉｎ程度であり、実用上望ましい特性
を備えている。
ランタン：３ｍｏｌ％、鉛：１ｍｏｌ％、触媒層 タン
グステン：２ｍｏｌ％を添加）１の硫化水素ガスに対す
る時間応答曲線（Ｈ2Ｓ１０ｐｐｍ）について説明す
る。この関係が図５（イ）に示されており、センサ温度
は３７０℃、硫化水素濃度は１０ｐｐｍである。結果、
応答が速く、また回復も同様に速いことがわかる。９０
％応答は０．６ｍｉｎ程度であり、実用上望ましい特性
を備えている。
【００１６】〔センサにおける添加物の配合割合と感度
特性〕以上の説明においては、本願の最適実施例として
の半導体式硫化水素ガスセンサ（金属酸化物半導体部３
に添加物（２種）を加え、触媒層４を設けたもの）の性
能について説明したが、以下に添加物の本願のセンサに
於ける役割を明らかとする実験例を紹介する。 （イ） ランタン及び鉛 ランタン及び鉛の添加量による硫化水素ガス、水素、イ
ソブタンガス感度の変化を表１に示す。ここで、硫化水
素ガス濃度は、その許容濃度である１０ｐｐｍで、その
他のガス濃度は５００ｐｐｍである。そして、このとき
のセンサ感度ΔＶ（＝Ｖｇ−Ｖａ）を出力（ｍＶ）とし
て表示している。
特性〕以上の説明においては、本願の最適実施例として
の半導体式硫化水素ガスセンサ（金属酸化物半導体部３
に添加物（２種）を加え、触媒層４を設けたもの）の性
能について説明したが、以下に添加物の本願のセンサに
於ける役割を明らかとする実験例を紹介する。 （イ） ランタン及び鉛 ランタン及び鉛の添加量による硫化水素ガス、水素、イ
ソブタンガス感度の変化を表１に示す。ここで、硫化水
素ガス濃度は、その許容濃度である１０ｐｐｍで、その
他のガス濃度は５００ｐｐｍである。そして、このとき
のセンサ感度ΔＶ（＝Ｖｇ−Ｖａ）を出力（ｍＶ）とし
て表示している。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１からわかるようにランタンは０．１〜
２０ｍｏｌ％で、Ｐｂは０．０１〜１０ｍｏｌ％で、硫
化水素ガスに対する妨害ガスの感度の比が、１以上とな
り、その選択性が充分に得られている。しかし、実用上
好ましいのは硫化水素ガスに対する感度が高く、水素ガ
スを低い感度で検知する範囲、つまりランタンが０．５
〜５ｍｏｌ％，鉛が０．１〜１ｍｏｌ％である。
２０ｍｏｌ％で、Ｐｂは０．０１〜１０ｍｏｌ％で、硫
化水素ガスに対する妨害ガスの感度の比が、１以上とな
り、その選択性が充分に得られている。しかし、実用上
好ましいのは硫化水素ガスに対する感度が高く、水素ガ
スを低い感度で検知する範囲、つまりランタンが０．５
〜５ｍｏｌ％，鉛が０．１〜１ｍｏｌ％である。
【００１９】さらに、鉛は硫化水素ガスに対する感度、
選択性を良化させる他、硫化水素ガスに対する応答性の
改良の効果も備える。表２に鉛添加量に対する硫化水素
（１０ｐｐｍ）の応答性の変化を示す。
選択性を良化させる他、硫化水素ガスに対する応答性の
改良の効果も備える。表２に鉛添加量に対する硫化水素
（１０ｐｐｍ）の応答性の変化を示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】鉛の添加量の増加に伴い応答速度は、速く
良好になる。鉛添加量が、０．０１ｍｏｌ％であるセン
サの応答が、図５（ロ）に示されている。（図５（イ）
と比較して考察のこと）しかしながら実際問題として
は、鉛の添加量が５ｍｏｌ％以上となると硫化水素ガス
感度が低下してくるため、５ｍｏｌ％以上は好ましくな
い。
良好になる。鉛添加量が、０．０１ｍｏｌ％であるセン
サの応答が、図５（ロ）に示されている。（図５（イ）
と比較して考察のこと）しかしながら実際問題として
は、鉛の添加量が５ｍｏｌ％以上となると硫化水素ガス
感度が低下してくるため、５ｍｏｌ％以上は好ましくな
い。
【００２２】〔触媒層〕以下に触媒層４に於ける添加物
の添加量と、感度との関係について説明する。 （ロ） タングステン 次に触媒層４におけるタングステンの添加量に対する硫
化水素（１０ｐｐｍ），エタノール（５００ｐｐｍ）に
対する感度の変化を表３に示す。ここでのセンサはラン
タン：３ｍｏｌ％，鉛：１ｍｏｌ％添加されたものであ
る（センサ動作温度は３７０℃）。
の添加量と、感度との関係について説明する。 （ロ） タングステン 次に触媒層４におけるタングステンの添加量に対する硫
化水素（１０ｐｐｍ），エタノール（５００ｐｐｍ）に
対する感度の変化を表３に示す。ここでのセンサはラン
タン：３ｍｏｌ％，鉛：１ｍｏｌ％添加されたものであ
る（センサ動作温度は３７０℃）。
【００２３】
【表３】
【００２４】表よりタングステン添加量は、０．１〜１
０ｍｏｌ％の範囲でエタノールとの感度比は１以上得ら
れている。しかし実用上好ましいのは０．５〜５ｍｏｌ
％の範囲である。
０ｍｏｌ％の範囲でエタノールとの感度比は１以上得ら
れている。しかし実用上好ましいのは０．５〜５ｍｏｌ
％の範囲である。
【００２５】〔別実施例〕本願の別実施例を以下に箇条
書きする。 （イ） 金属酸化物半導体部３におけるランタン、鉛の
添加方法としては、実施例において説明した含浸法以外
に、上記酸化スズを得る過程で塩化スズ溶液にそれぞれ
の溶液を混合しておきアンモニア水により一緒に共沈さ
せる方法により添加を行うことも可能であり、いかなる
方法によってもよい。さらに、このような金属の添加段
階において上記の実施例においては硝酸塩を使用した
が、使用する塩としては要するに水溶性の塩であればい
かなるものでもよい。 （ロ） さらに、前述の実施例において触媒層４の担体
として、これがアルミナである場合を示したが、アルミ
ナの他、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトのいずれ
か、あるいはこれらの複数からこの担体を構成してもよ
い。 （ハ） 前述の実施例において触媒層４に担持される担
持物としてタングステンの場合を示したが、これはモリ
ブデンであってもよい。表３に示すタングステンの感度
結果に相当するモリブデンの結果を表４に示す。
書きする。 （イ） 金属酸化物半導体部３におけるランタン、鉛の
添加方法としては、実施例において説明した含浸法以外
に、上記酸化スズを得る過程で塩化スズ溶液にそれぞれ
の溶液を混合しておきアンモニア水により一緒に共沈さ
せる方法により添加を行うことも可能であり、いかなる
方法によってもよい。さらに、このような金属の添加段
階において上記の実施例においては硝酸塩を使用した
が、使用する塩としては要するに水溶性の塩であればい
かなるものでもよい。 （ロ） さらに、前述の実施例において触媒層４の担体
として、これがアルミナである場合を示したが、アルミ
ナの他、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトのいずれ
か、あるいはこれらの複数からこの担体を構成してもよ
い。 （ハ） 前述の実施例において触媒層４に担持される担
持物としてタングステンの場合を示したが、これはモリ
ブデンであってもよい。表３に示すタングステンの感度
結果に相当するモリブデンの結果を表４に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】モリブデン添加量は、タングステンと同様
に０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲でエタノールとの感度比
は１以上得られている。しかし実用上好ましいのは０．
５〜５ｍｏｌ％の範囲である。
に０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲でエタノールとの感度比
は１以上得られている。しかし実用上好ましいのは０．
５〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００２８】（ニ） さらに、上記の実施例においては
図１に示すように熱線型のセンサ構成を示したが、図
６、図７に示すようにセンサ構成を基板型としてもよ
い。図６は前述の熱線型の構成に於ける貴金属コイルの
代わりに矩形波形状に成型した電極１０を採用し、この
電極１０に対してその下面側に基板部１１と上面側に金
属酸化物半導体部１２を形成し、さらにその上面に触媒
層１３を形成したものである。この例の場合は、センサ
１の加熱は電極１０の発熱によっておこなわれる。一
方、図７に示すものは図６の構成においてセンサの加熱
用に、特別の加熱用ヒータ１４を設けたものである。
図１に示すように熱線型のセンサ構成を示したが、図
６、図７に示すようにセンサ構成を基板型としてもよ
い。図６は前述の熱線型の構成に於ける貴金属コイルの
代わりに矩形波形状に成型した電極１０を採用し、この
電極１０に対してその下面側に基板部１１と上面側に金
属酸化物半導体部１２を形成し、さらにその上面に触媒
層１３を形成したものである。この例の場合は、センサ
１の加熱は電極１０の発熱によっておこなわれる。一
方、図７に示すものは図６の構成においてセンサの加熱
用に、特別の加熱用ヒータ１４を設けたものである。
【００２９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】本願の半導体式硫化水素ガスセンサの構成を示
す図
す図
【図２】硫化水素ガス検出用回路の構成を示す図
【図３】本願の半導体式硫化水素ガスセンサの温度特性
を示す図
を示す図
【図４】本願の半導体式硫化水素ガスセンサのガス濃度
特性を示す図
特性を示す図
【図５】本願の半導体式硫化水素ガスセンサの応答性を
示す図
示す図
【図６】本願の半導体式硫化水素ガスセンサの別実施例
の構成を示す図
の構成を示す図
【図７】本願の半導体式硫化水素ガスセンサのさらなる
別実施例の構成を示す図
別実施例の構成を示す図
３ 金属酸化物半導体部 ４ 触媒層
Claims (4)
- 【請求項１】 原子価制御された酸化スズ半導体に、ラ
ンタン、鉛の夫々の酸化物を添加物として添加した金属
酸化物半導体部（３）を備えた半導体式硫化水素ガスセ
ンサ。 - 【請求項２】 前記金属酸化物半導体部（３）の外周部
に、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトの
中から選択された少なくとも１種を担体とする担体層を
設け、前記担体層にタングステンの酸化物もしくはモリ
ブデンの酸化物の一方もしくは両方を担持物として担持
させた触媒層（４）を設けた請求項１記載の半導体式硫
化水素ガスセンサ。 - 【請求項３】 前記金属酸化物半導体部（３）に於ける
前記酸化スズ半導体に対する前記添加物の割合が、前記
ランタンについて０．１〜２０ｍｏｌ％、前記鉛につい
て０．０１〜１０ｍｏｌ％である請求項１記載の半導体
式硫化水素ガスセンサ。 - 【請求項４】 前記触媒層（４）に於ける前記担持物の
前記担体に対する割合が、０．１〜１０ｍｏｌ％である
請求項２記載の半導体式硫化水素ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24926591A JP2686384B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体式硫化水素ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24926591A JP2686384B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体式硫化水素ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587758A JPH0587758A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2686384B2 true JP2686384B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=17190395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24926591A Expired - Fee Related JP2686384B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体式硫化水素ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686384B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102866189A (zh) * | 2012-08-26 | 2013-01-09 | 吉林大学 | 复合金属氧化物为敏感电极的nasicon基h2s传感器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468407B2 (en) | 2000-12-19 | 2002-10-22 | Delphi Technologies, Inc. | NOx reduction sensor coating |
| WO2003029801A1 (fr) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Capteur de soufre et detecteur de soufre |
| JP5906531B2 (ja) * | 2012-02-10 | 2016-04-20 | 新コスモス電機株式会社 | 半導体式ガス検知素子 |
| JP2015034796A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 新コスモス電機株式会社 | 半導体式ガス検知素子 |
| CN105004765B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-09-26 | 吉林大学 | 介孔CuO/SnO2的吸附增感型传感器及检测方法 |
| JP6935699B2 (ja) | 2017-08-22 | 2021-09-15 | 富士通株式会社 | 半導体材料、ガスセンサ、ガス測定装置、半導体材料の製造方法および硫化水素濃度測定方法 |
| CN112611788A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-06 | 山东大学 | 一种半导体硫化氢气体传感器 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24926591A patent/JP2686384B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102866189A (zh) * | 2012-08-26 | 2013-01-09 | 吉林大学 | 复合金属氧化物为敏感电极的nasicon基h2s传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587758A (ja) | 1993-04-06 |
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