JP3639123B2 - Nitrogen dioxide gas detection method, nitrogen dioxide gas detection element, and nitrogen dioxide gas detection device using the same - Google Patents

Nitrogen dioxide gas detection method, nitrogen dioxide gas detection element, and nitrogen dioxide gas detection device using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二酸化窒素ガスの検出方法および二酸化窒素ガスの検知素子およびそれを用いた二酸化窒素ガスの検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、SO2,NOxによる環境への影響が問題とされている。SO2,NOxは化石燃料の燃焼により発生し、酸性雨や光化学スモッグの原因となっている。日本では、これらの汚染物質について例えば大気中の二酸化窒素(NO2 )濃度に環境基準が設定され、各地で常時監視局での自動測定法によるガス濃度測定が行われている。環境基準としては、1時間あたりの1日における平均値が、おおよそ60ppb以下となっている。
【0003】
これらのガス濃度測定器は数ppbの微量なガスの測定が可能であるが、高価で且つメンテナンスを必要とする。また、自動測定する場合には電力等膨大な経費がかかる上、電源や設置場所の確保が必要である等制約が多い。しかし、ガス濃度の分布調査や地球環境影響評価を精度良く行うためには、観測点を多くして全国規模で環境の監視を行う必要がある。そのために、安価、小型、且つ使い方が簡便なガスセンサーあるいは簡易測定法(あるいはモニタリング装置)の蓄積的な利用が考えられる。
【0004】
現在、半導体ガスセンサー、固体電解質ガスセンサー、電気化学式ガスセンサー、水晶発振式ガスセンサーなど幅広く開発が進んでいる。しかし、これらは短時間での応答を評価するために開発されたものであって、データの蓄積が必要な監視用に開発されたものは少ない。また、検出感度が1ppm程度であるために実環境の濃度(例えばNOxでは約10ppb)には対処できない。また、多くの場合、他ガスによる影響が無視できない。
検知管式気体測定器を使う方法についても、その場での短時間での測定を目的として開発されたものであり、蓄積的な使用は難しい。さらに、測定者が現場に行かなければならないこと、および色を読みとる際に個人差がでるなどの問題がある。多くの場合、他ガスの干渉等または妨害が問題となる。
【0005】
簡易測定法としてはポンプにより空気を取り込み、NOxガスをサンプリングバッグに直接捕集(直接捕集法)、固体の吸着剤で捕集(固体捕集法)、あるいは吸収液中に捕集(液体捕集法)し、集めたガスをガスクロマトグラフィで分析する方法が一般的である。
しかし、いずれの方法もサンプルだけでなくポンプ等周辺機器の運搬が必要となる。直接捕集法については、サンプリングバッグの大きさに限りがあるために、蓄積することが難しい。固体捕集法および液体捕集法については、捕集したガスを検出するための処理が必要等の問題がある。
【0006】
吸引等が必要でない簡便なモニタリングの方法として、環境測定用の受動式(パッシブ)サンプラーの利用が注目されている。NOx用の受動式サンプラーとしては、ナイトレーションプレート法やトリエタノールアミン(TEA)バッヂ法がある。風速、温度および湿度についてその影響を検討し、定量性を検討している。一方、サンプリング後の測定は、サンプルを洗浄して溶液とし、イオンクロマトグラフィ、吸光光度法により分析する方法が一般的であった。しかし、これらのサンプラーは、回収した後で分析を行うまでに、洗浄等の手間がかかることが問題である。
【0007】
以上の問題点を解消する手法として、二酸化窒素ガスを、透明なマトリクス吸着剤である多孔体の孔中に吸着した検知剤と反応させた後、分光光度計によりその透過の可視UV吸収スペクトルを測定し、二酸化窒素ガスの量を検出することを特徴とする二酸化窒素ガス検出法が提案されている。しかしながら、この検出法においては、検知剤として反応性が高いものを使用したため、副反応が起こり、目的とする二酸化窒素ガスとの反応生成物の可視UV吸収スペクトルでの感度が上がらないこと、および副反応生成物が可視UV吸収スペクトルでの妨害となり充分な精度が得られないという問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上をまとめると、従来では、環境基準値に対応して、ppbオーダで精度良く二酸化窒素ガスを検出しようとすると、高価で大掛かりな装置構成が必要となり、また手間がかかって容易に二酸化窒素ガスが検出できないという問題があった。
【0009】
この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より簡便に精度良く二酸化窒素ガスが検出できるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の二酸化窒素ガスの検出方法では、まず、亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬およびジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬 および酸の混合物を透明な多孔体の孔中に配置した検知素子を用意する。次に、その検知素子の光透過率を測定して第1の透過率を求める。次に、所定時間、この検知素子を測定対象の気体中に晒す。次に、その後で、検知素子の光透過率を測定して第2の透過率を求める。そして、第1の透過率と第2の透過率の差により測定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出するようにした。
このように構成した結果、二酸化窒素ガスが存在する雰囲気に検知素子を晒すと、検知素子の孔内に吸着した二酸化窒素ガスによる亜硝酸イオンとジアゾ化試薬がジアゾ化してジアゾ化合物を生成し、そのジアゾ化合物とカップリング試薬とがカップリングしてアゾ色素を生成する。従って、検知素子に色がついて第1の透過率と第2の透過率に差が発生するので、このことにより二酸化窒素ガスが検出できる。
【0011】
また、この発明の二酸化窒素ガスの検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置された酸とから構成するようにした。
このように構成した結果、二酸化窒素ガスの検知素子の孔内に二酸化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジアゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップリングしてアゾ色素を生成するので、二酸化窒素ガスの検知素子に色がついた状態となる。
【0012】
また、この発明の二酸化窒素ガスの検出装置は、光を放出する発光部と、その発光部の光放出面に受光面が対向して配置されてその受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検出部との間に配置された検知素子と、光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置された酸とから構成し、検知素子を透過した光の透過率を測定することで測定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出するようにした。
このように構成した結果、検知素子の孔内に二酸化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジアゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップリングしてアゾ色素を生成するので、検知素子に色がついた状態となる。一方で、発光部から放出された光は検知素子を介して光検出部に入射するので、その検知素子の色の変化が、光検出部の出力した電気信号の変化として電気計器に計測される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図を参照して説明する。
実施の形態1
始めに、この発明の第1の実施の形態における二酸化窒素(NO2)ガスの検出方法について説明する。まず、二酸化窒素ガスの検知素子の作製方法について説明すると、図1(a)に示すように、ジアゾ化試薬として芳香族アミンであるスルファニル酸(sulfanilic acid:SA)とカップリング試薬としてN,N−ジメチルナフチルアミン(N,N-dimehtylnaphthylamine:DMNA)とを水とエタノールの混合液に溶解した検知剤溶液101を、容器102中に作製する。ここで、スルファニル酸の濃度は0.02mol/lとした。
【0014】
次に、図1(b)に示すように、この検知剤溶液101に、平均孔径4nmの多孔質ガラスである多孔体103を浸漬した。この多孔体103は、コーニング社製のバイコール7930を用いた。このバイコール7930は平均孔径4nmである。また、多孔体103は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズとした。
また、このバイコール7930は硼珪酸ガラスであり、加熱することでアルカリ成分とシリコンを中心とする他の成分とを分離させ、この状態で酸処理することでアルカリ成分を溶出させて多孔質体としたものである。このように、製造過程で酸処理されているため、このバイコール7930の孔内は、酸性環境となっている。すなわち、予め酸が存在した状態となっている。
【0015】
なお、多孔体の孔内が酸性状態となっていない場合は、前もって酸洗浄するなどのことにより、孔内を酸性環境として酸が存在した状態とすればよい。そして、このとき、多孔体が、例えばpH1となっていればよい。なお、透明な多孔体としては、有機高分子からなる多孔体を用いるようにしても良い。
以上示した多孔体103を検知剤溶液101に2時間浸漬し、多孔体103の孔内に検知剤溶液を含浸させた後でこれを風乾し、そして、図1(c)に示すように、窒素ガス気流中に半日間放置して乾燥し、検知素子103aを作製する。なお、ここでは検知素子を板状としたが、これに限るものではなく、ファイバ状に形成するようにしても良い。
【0016】
次に、その検知素子103aを用いた二酸化窒素ガスの検出方法について説明すると、まず、図1(d)に示すように、この検知素子103aの厚さ方向の吸光度を測定する。なお、図1(d)において、I0は入射信号光強度、Iは透過光強度である。
次に、図1(e)に示すように、例えば、300ppbの濃度の二酸化窒素が存在する検出対象の空気104中に、その検知素子103aを3時間程度晒す。そして、その検知素子103aを検出対象の空気104中より取り出し、図1(f)に示すように、この検知素子103aの厚さ方向の吸光度を再び測定する。
【0017】
この2回の吸光度の測定(吸光光度分析)結果を図2に示す。透過光測定波長350nm以下は、検知素子を構成する多孔質ガラス(バイコール7930)自体の吸収があるために測定していない。図2では、検出対象の空気に晒す前の吸光度の測定結果を破線で示し、晒した後の吸光度の測定結果を実線で示す。
まず、実線および破線ともに、水の吸収と思われる吸収が波長1350nm付近と1900nm付近にある。この吸収は、検出対象空気の湿度および検知素子の放置時間により変化した。従って、この実施の形態1の検知素子を用いた二酸化窒素ガスの検出方法では、有効な測定波長範囲は350〜1000nmと判断される。
【0018】
そして、波長400〜600nmの特に530nm付近において、実線と破線との間に大きな変化が見られる。つまり、検出対象空気に晒した後の吸光度の測定では、波長530nmにおける吸収が発現している。従って、検出対象空気に晒すことで、検知素子中に、波長530nmの光吸収を有する新たな物質が生成されていることになる。そして、この生成物質は、スルファニル酸と亜硝酸イオンとが反応して生成したジアゾ化合物に、N,N−ジメチルナフチルアミンがカップリングして生成したアゾ色素と推定できる。二酸化窒素は、水に溶けることで亜硝酸イオンとなる。また、新たに出現した吸収のピークは1つであることから、他の副反応が起こっていないことが確認できる。
【0019】
前述したように、多孔体である検知素子は、まず、図3(a)に示すような、例えば平均孔径が20nm以下の孔301を複数備えた透明なマトリクス吸着剤である。そして、この検知素子(多孔体)302の孔301中には、ジアゾ化試薬とカップリング試薬とが酸とともに配置されている。そして、このような多孔体を空気中に晒すと、実際には、空気中の水分が孔内に吸着して薄い水の膜を作る。結果として、この多孔体である検知素子302の孔301内壁には、ジアゾ化試薬とカップリング試薬と酸が溶解している水溶液(検知剤溶液)の薄い膜303が形成された状態となっている。
そして、その孔301内に入ってきた二酸化窒素分子304は、それらと出会って次に示すような2つの反応を起こすことになる。
【0020】
まず、図3(b)に示すように、二酸化窒素が水に溶解することで生成された亜硝酸イオン311と、ジアゾ化試薬であるスルファニル酸312とが反応(ジアゾ化)し、ジアゾ化合物313を生成する。
そして、そのジアゾ化合物313と、カップリング試薬であるN,N−ジメチルナフチルアミン314とがカップリングし、アゾ化合物(カップリング化合物)315を生成する。ここで、アゾ化合物(アゾ色素)は、一般に200〜2000nmの中のいずれかの波長域に光吸収を持っている。例えば、図3(c)に示したそのアゾ化合物315は、500〜550nm付近に吸収波長を有することが知られている。これは、図2に示した結果に一致する。
【0021】
従って、例えば、分光光度計(吸光光度計)によりその吸収スペクトルを測定すれば、アゾ化合物の検出(定量)を行うことができる。
なお、ジアゾ化は、酸が2当量以上存在する中で、芳香族第一アミン(ArNH2)と亜硝酸イオン(NO2 -)とが反応してジアゾ化合物(ArN2 +)を作る反応である。このため、上述した反応は、基本的には二酸化窒素ガス以外では起こらない。ここで、この反応は、ArNH2+NO2 -+2H+→ArN2 ++2H20という反応であるため、理論的には酸を2当量必要とする。すなわち、前述したように、多孔体の孔中に必要量の酸とともにジアゾ化試薬とカップリング試薬とを配置(担持)させておく必要がある。なお、上述した反応は、気相中でも起こり得るが、前述したように、実際の環境では水分がない状態が存在し得ないため、実質的に、検知素子の孔内には水の薄い膜が存在し、その水溶液中で上述した反応が起こることになる。
【0022】
そして、前述したように、二酸化窒素ガスが吸着することで結果として生成したアゾ化合物を光吸収により測定することで、間接的に二酸化窒素ガスの測定を行うことができる。ここで、例えば、多孔体をそのアゾ化合物の光吸収波長域における光が透過する材料から構成すれば、二酸化窒素ガスを吸着させた多孔体の光吸収特性を測定することで、吸着した二酸化窒素ガスの検出が行えることになる。
【0023】
この実施の形態1では、前述したように、二酸化窒素濃度が300ppbの空気中に、検知素子を3時間晒した結果の測定である。そして、吸光度の測定の結果は、図2に示したように、波長530nmにおける吸光度の変化が0.1程度と高く、高感度なサブppmレベルの二酸化窒素ガスの検出ができている。測定は吸光光度計の薄膜測定用のホルダに、この実施の形態1の検知素子を入れるだけであり、簡単に行うことができた。そして、その吸光度の差と濃度との関係を求めれば、ppbレベルの定量が可能となる。
感度指数として暴露量(濃度(ppb)×暴露時間(時間))当たりの最大吸収波長での吸光度変化を求めた。この実施の形態1(図2)の場合、300ppbの二酸化窒素ガスの中に3時間暴露した際の吸光度変化は0.1であり、感度指数は1.1×10-4ppb-1・hr-1となり、非常に高い感度が得られた。
【0024】
ところで、ジアゾ化試薬として、例えば、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニルなどの芳香族またはチオフェン,チアゾールなどの複素芳香族で、1級アミノ基またはアセトアミド基を有する化合物を用いるようにしてもよい。また、カップリング試薬として、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニルなどの芳香族またはチオフェン,チアゾールなどの複素芳香族で、アミノ基(1〜3級),アルコオキシ基,あるいは,水酸基を有する化合物を使用してもよい。
【0025】
また、ジアゾ化試薬およびカップリング試薬を多孔体の孔中に導入する方法として、上述したように、両者を溶液として多孔体に含浸させて孔中に導入して乾燥する方法の他に、両者を蒸着して孔中に導入する方法、両者を溶融して孔中に導入する方法がある。これらの場合、前もって多孔体の孔中に酸を導入しておくことで、酸性環境とすればよい。また、両者を単独,もしくは,他の化合物と混合し、ゾルゲル法により多孔体を作製する際にそれらを孔中に導入する方法がある。
以上のように、この実施の形態1によれば、多孔体の孔内にジアゾ化試薬およびカップリング試薬を備えた検知素子を用いるようにしたので、検出対象の二酸化窒素ガスの吸着面積が増大し、従来の方法に比較して感度および蓄積容量を増大させることができる。
【0026】
また、検知素子を構成している多孔体が、おおよそ400〜1000nmの波長領域において、高い透過率を有しているので、検知素子の透過率を測定することで、二酸化窒素が検知素子に吸着することで生成されるアゾ色素による吸光度の変化を測定できる。すなわち、この実施の形態1によれば、検知素子を検出対象の空気に晒す前と晒した後とで検知素子の吸光度を測定すれば、検知素子に吸着した二酸化窒素ガスの検出ができるので、二酸化窒素ガスの検出が容易に行える。そして、吸光度の測定においては、単一ピークの変化を見ればよいので、測定が容易である。
また、この実施の形態1における検知素子によれば、図4に示すように、測定対象の空気における二酸化窒素ガス濃度が高くなると、その検知素子の所定の波長における光の透過率が低下していく。その所定の波長は、ここではおおよそ530nmである。
【0027】
以上示したように、この実施の形態1によれば、小型な検知素子を用い、この光学的な変化により二酸化窒素ガスの検出ができるので、非常に簡便に精度良く二酸化窒素ガスの検出ができるという効果を有している。
ここで、検知素子を構成する多孔体をガラス(硼珪酸ガラス)から構成した場合、その平均孔径を20nm以下とすることで、可視UV波長領域(波長200〜2000nm)での透過スペクトルの測定において、可視光領域(350〜800nm)では光が透過した。
しかし、平均孔径がそれ以上となると、可視領域で急激な透過率の減少が観測された。
【0028】
以上の結果を図5に示す。図5では、点線が石英ガラスの透過率を示し、一点鎖線が硼珪酸ガラスからなる孔径2.5nmの多孔体の透過率を示し、実線が上述した実施の形態1で用いたバイコール7930の透過率を示し、破線が硼珪酸ガラスからなる孔径20nmの多孔体の透過率を示している。なお、一点鎖線と破線で示すサンプルは、ゲルテック社(GELTECH)製のものである。また、すべて、透過率測定方向の厚さは1mmとした。
従って、上述した多孔体は、平均孔径が20nm以下としたほうがよい。また、350〜800nmの可視光領域で透明な多孔体を用いる。ところで、上述した実施の形態1においては、多孔体の比表面積は1g当たり100m2以上である。
【0029】
実施の形態2
次に、この発明の第2の実施の形態について説明する。
まず、この実施の形態2における二酸化窒素ガスの検知素子の作製方法について説明すると、ジアゾ化試薬としてスルファニルアミド(SFA)と、カップリング試薬としてN,N−ジメチルナフチルアミン(DMNA)とを、エタノールの混合液に溶解した検知剤溶液を作製する。ここで、スルファニルアミドの濃度は0.02mol/lとし、またN,N−ジメチルナフチルアミンの濃度は0.005mol/lとした。
【0030】
次に、その検知剤溶液に、平均孔径4nmの多孔体を浸漬した。この多孔体は、前述した実施の形態1と同様に、コーニング社製のバイコール7930を用いた。このバイコール7930は平均孔径4nmである。また、多孔体は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズとした。
そして、この多孔体を検知剤溶液に2時間浸漬し、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後でこれを風乾し、そして、窒素ガス気流中に半日間放置して乾燥することで、この実施の形態2の検知素子を作製した。
【0031】
図6には、この実施の形態2の検知素子を、測定対象の空気に晒す前と晒した後の吸収スペクトルを示した。破線は、晒す前の状態を示している。そして、実線が、300ppbの濃度の二酸化窒素ガスが存在する空気中に、この実施の形態2の検知素子を3時間晒した後の結果を示している。
図6から明らかなように、実線には、波長530nm付近に新しい吸収ピークが1つのみ現れている。この、530nm付近の吸収はスルファニルアミドがジアゾ化したジアゾ化合物とN,N−ジメチルナフチルアミンがカップリングした結果生成したアゾ色素によるものと考えられる。そして、その吸光度の変化も0.1程度と高く、この実施の形態2の検知素子を用いた二酸化窒素ガスの検出でも、高感度なppbレベルの二酸化窒素ガスの検出が可能なことがわかった。
実施の形態1と同様にこの実施の形態2(図6)についても感度指数を求めると1.3×10-4ppb-1・hr-1となり、非常に高い感度が得られたことがわかる。
【0032】
実施の形態3
次に、この発明の第3の実施の形態について説明する。
まず、この実施の形態3における二酸化窒素ガスの検知素子の作製方法について説明すると、ジアゾ化試薬としてアセトアニリド(AA)と、カップリング試薬としてN,N−ジメチルナフチルアミン(DMNA)とを、エタノールの混合液に溶解した検知剤溶液を作製する。ここで、アセトアニリド(AA)の濃度は0.02mol/lとし、またN,N−ジメチルナフチルアミンの濃度は0.005mol/lとした。
次に、その検知剤溶液に、平均孔径4nmの多孔体を浸漬した。この多孔体は、前述した実施の形態1,2と同様に、コーニング社製のバイコール7930を用いた。このバイコール7930は平均孔径4nmである。また、多孔体は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズとした。
【0033】
そして、この多孔体を検知剤溶液に2時間浸漬し、多孔体の孔内に検知剤溶液を含浸させた後でこれを風乾し、そして、窒素ガス気流中に半日間放置して乾燥することで、この実施の形態3の検知素子を作製した。
図7には、この実施の形態3の検知素子を、測定対象の空気に晒す前と晒した後の吸収スペクトルを示した。破線は、晒す前の状態を示している。そして、実線が、300ppbの濃度の二酸化窒素ガスが存在する空気中に、この実施の形態3の検知素子を3時間晒した後の結果を示している。
この実施の形態3では、図7に示すように、実線には、波長460nm付近に新しい吸収が現れた。この吸光度は0.03程度であるが、充分高感度なppbレベルの二酸化窒素ガスの検出が可能である。
実施の形態1,2と同様に実施の形態3(図7)についても感度指数を求めると3.3×10-5ppb-1・hr-1となった。
【0034】
実施の形態4
次に、この発明の第4の実施の形態について説明する。
はじめに、この実施の形態4における二酸化窒素ガスの検知素子の作製方法について説明する。
まず、三角フラスコにカップリング試薬として0.0428gのN,N−ジメチル−1−ナフチルアミン(DMNA)をとり、これに100mlのエタノールを加えて溶解し、約0.0025mol/lの溶液を調整した。
また、もう一つの三角フラスコに、ジアゾ化試薬として0.6888gのスルファニルアミドをとり、これに100mlのエタノールを加えて溶解し、約0.04mol/lの溶液を調整した。
【0035】
次に、それらの両溶液をそれぞれ10mlとってそれらを混合し、検知剤溶液を調整した。この検知剤溶液をシャーレに移し、この中に平均孔径4nmの多孔体を約2時間浸漬し、この多孔体に検知剤溶液を含浸させた。この多孔体は、前述した実施の形態1〜3と同様に、コーニング社製のバイコール7930を用いた。このバイコール7930は平均孔径4nmである。また、多孔体は、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズとした。
次いで、検知剤溶液を含浸させた多孔体を、シャーレより取り出して24時間風乾して溶媒を蒸発させ、検知素子を得た。このように作製した検知素子は、目視では無色透明であった。
【0036】
この検知素子を、二酸化窒素濃度200ppbの乾燥窒素雰囲気中に晒したところ、目視の状態ではその色が無色透明から桃色に変化した。この変化を吸光光度計で測定した結果、図8に示すように変化が観測された。図8では、初期の無色透明に見えた検知素子の測定結果を破線で示し、桃色に変化した状態の検知素子の測定結果を実線で示している。この変化は非可逆であった。また、二酸化窒素濃度を100ppb〜100ppmの範囲で変化させたところ、光吸収の強度が異なるだけで、ほぼ同様のスペクトル変化が見られた。
【0037】
次に、その検知素子を、二酸化窒素濃度が10ppbの大気(空気)に晒したところ、その吸光度に図9に示すような変化が観測された。図9では、初期の無色透明に見えた検知素子の測定結果を破線で示し、検体空気に晒した後の測定結果を実線で示している。そして、この変化も非可逆であった。
以上示したように、この実施の形態4における検知素子を用いても、二酸化窒素ガスの検出が可能であり、また、大気中における二酸化窒素ガスを検出することができる。
【0038】
実施の形態5
以下、この発明の第5の実施の形態について説明する。ここでは、上述した検知素子を用いた二酸化窒素ガスの検出装置に関して説明する。
この二酸化窒素ガスの検出装置は、図10に示すように、例えば、所定の波長の光を発するLEDからなる発光部1001からの発光光を、検知素子1002に照射し、その透過光を受光部1003で受光する。この受光部1003では、受光光を光電変換して信号電流を出力する。また、変換増幅部1004では、その出力された信号電流を増幅して電流−電圧変換する。また、A/D変換部1005では、その電圧信号をデジタル信号に変換する。そして、出力検出部1006よりそのデジタル信号が検出結果として出力される。
【0039】
ここで、検知素子1002は、例えば、前述した実施の形態1〜4の検知素子である。また、発光部1001には、例えば、530nmの発光波長を有する緑色LEDを用いればよい。また、受光部1003は、例えば、フォトダイオードである。このフォトダイオードとしては、例えば、190〜1000nmの波長に感度のあるものを用いればよい。また、発光部1001と受光部1003は、発光部分と受光部分とが対向して配置されている。
そして、例えば、実施の形態4の検知素子によるこの検出装置で、二酸化窒素濃度100ppb〜100ppmの乾燥窒素雰囲気および大気(空気)中で二酸化窒素ガスの検出を行ったところ、検知素子が二酸化窒素に晒されていない初期状態とは異なった出力が得られた。
このように、この実施の形態5によれば、二酸化窒素ガスの検出装置を簡単に構成できる
【0040】
実施の形態6
以下、この発明の第6の実施の形態について説明する。以下では、上述した二酸化窒素ガスの検出装置に関してより詳細に説明する。特に、発光部と受光部との構成について説明する。
この実施の形態6では、図11に示すように、12cm×6cm程度の基板上1101内に、波長550nmの緑色の光を発するLED1102と、このLED1102の発光面に対向して受光面が配置されるように、フォトトランジスタ1103を配置する。このフォトトランジスタは、450〜1100nmの波長域に光感度を持っている。そして、これらLED1102とフォトトランジスタ1103には、端子板1104を介して直列に接続配置した2つの単3の電池1105から電源が供給される構成となっている。
【0041】
また、それら電源の供給は、スイッチ1106によりオンオフできるように構成している。すなわち、端子板1104の端子を利用して回路を組み立てている。端子番号1にフォトトランジスタ1103の配線を、端子番号2にスイッチ1106の配線を、端子番号3にLED1102の配線を、端子番号4にスイッチ1106と電池1105の配線を、端子番号5に電池1105とLED1102とフォトトランジスタ1103の配線をそれぞれ接続してある。
また、フォトトランジスタ1103からの出力電圧が、1桁(V)のオーダーとなるように、抵抗1107,1108を設けている。
【0042】
そして、LED1102とフォトトランジスタ1103の間に、前述した実施の形態1〜3で示したような検知素子1110を配置し、端子板1104の端子番号1と端子番号2の間に電圧計を接続して電圧を測定することで、この二酸化窒素ガスの検出装置では、検知素子1110に吸着した二酸化窒素ガスの測定を行う。
このように、この実施の形態6によれば、12cm×6cm程度の面積の中に、精度の良い二酸化窒素ガスの検出装置を構成できる。また、一般に市販されている電池を電源として構成できるので、より簡便に二酸化窒素ガスの検出ができるようになる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の二酸化窒素ガスの検出方法では、まず、亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬およびジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬および酸の混合物を透明な多孔体の孔中に配置した検知素子を用意する。次に、その検知素子の光透過率を測定して第1の透過率を求める。次に、所定時間、この検知素子を測定対象の気体中に晒す。次に、その後で、検知素子の光透過率を測定して第2の透過率を求める。そして、第1の透過率と第2の透過率の差により測定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出するようにした。
このように構成した結果、二酸化窒素ガスが存在する雰囲気に検知素子を晒すと、検知素子の孔内に吸着した二酸化窒素ガスによる亜硝酸イオンとジアゾ化試薬がジアゾ化してジアゾ化合物を生成し、そのジアゾ化合物とカップリング試薬とがカップリングしてアゾ色素を生成する。従って、検知素子に色がついて第1の透過率と第2の透過率に差が発生するので、このことにより二酸化窒素ガスが検出できる。
従って、検知素子を測定対象とする雰囲気に晒した後、検知素子の色の変化を見ればよいので、従来の手法に比較してより簡便に精度良く二酸化窒素ガスが検出できるようになる。
【0044】
また、この発明の二酸化窒素ガスの検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置された酸とを備えるようにした。
このように構成した結果、二酸化窒素ガスの検知素子の孔内に二酸化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジアゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップリングしてアゾ色素を生成するので、二酸化窒素ガスの検知素子に色がついた状態となる。
従って、この二酸化窒素ガスの検知素子は、色の変化を見れば二酸化窒素ガスが検出できるので、この二酸化窒素ガスの検知素子を用いることで、従来の手法に比較してより簡便に精度良く二酸化窒素ガスが検出できるようになる。
【0045】
また、この発明の二酸化窒素ガスの検出装置は、光を放出する発光部と、その発光部の光放出面に受光面を対向して配置されてその受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検出部との間に配置された検知素子と、光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、検知素子は、透明な多孔体と、その多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置されてジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、多孔体の孔内にジアゾ化試薬とともに配置された酸とから構成されているようにした。
このように構成した結果、検知素子の孔内に二酸化窒素ガスが浸入して二酸化窒素が吸着すると、その結果生成される亜硝酸イオンがジアゾ化試薬と反応してジアゾ化合物を生成し、これとカップリング試薬がカップリングしてアゾ色素を生成するので、検知素子に色がついた状態となる。一方で、発光部から放出された光は検知素子を介して光検出部に入射するので、その検知素子の色の変化が、光検出部の出力した電気信号の変化として電気計器に計測される。
従って、この二酸化窒素ガスの検出装置を、測定対象とする雰囲気に配置することで二酸化窒素ガスの検出が精度良くできるので、従来の手法に比較してより簡便に精度良く二酸化窒素ガスが検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例における二酸化窒素(NO2 )ガスの検出方法について説明する説明図である。
【図2】 実施例1の検出方法における2回の吸光度の測定結果を示す特性図である。
【図3】 実施例1の検知素子の構成を示す説明図およびそこで起こる反応を示す説明図である。
【図4】 実施例1の検知素子における二酸化窒素濃度と透過率との関係を示す相関図である。
【図5】 ガラスからなる多孔体と光学透過率の関係を示す相関図である。
【図6】 この発明の第2の実施例における検出結果を示す特性図である。
【図7】 この発明の第3の実施例における検出結果を示す特性図である。
【図8】 この発明の第4の実施例における検出結果を示す特性図である。
【図9】 この発明の第4の実施例における他の検出結果を示す特性図である。
【図10】 この発明の第5の実施例における二酸化窒素ガスの検出装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図11】 この発明の第6の実施例における二酸化窒素ガスの検出装置の概略的な構成を示す構成図である。
【符号の説明】
101…検知剤溶液、102…容器、103…多孔体、103a…検知素子、104…検出対象の空気、301…孔、302…検知素子(多孔体)、303…水溶液(検知剤溶液)の薄い膜、304…二酸化窒素分子。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nitrogen dioxide gas detection method, a nitrogen dioxide gas detection element, and a nitrogen dioxide gas detection device using the same.
[0002]
[Prior art]
Currently SO2, NOxThe impact on the environment is a problem. SO2, NOxIs generated by the combustion of fossil fuels and causes acid rain and photochemical smog. In Japan, for example, nitrogen dioxide (NO2 ) Environmental standards are set for concentrations, and gas concentrations are measured at various monitoring stations using automatic measurement methods. As an environmental standard, the average value per day per hour is approximately 60 ppb or less.
[0003]
These gas concentration measuring devices can measure a very small amount of gas of several ppb, but are expensive and require maintenance. In addition, in the case of automatic measurement, there are many restrictions such as enormous expenses such as electric power and the necessity of securing a power source and an installation location. However, in order to accurately conduct gas concentration distribution surveys and global environmental impact assessments, it is necessary to monitor the environment on a nationwide scale with more observation points. For this reason, it is conceivable to use gas sensors or simple measurement methods (or monitoring devices) that are inexpensive, small and easy to use.
[0004]
Currently, a wide range of developments such as semiconductor gas sensors, solid electrolyte gas sensors, electrochemical gas sensors, and quartz oscillation gas sensors are underway. However, these were developed to evaluate the response in a short time, and few were developed for monitoring that requires data accumulation. Further, since the detection sensitivity is about 1 ppm, the concentration of the actual environment (for example, NOxHowever, about 10 ppb) cannot be dealt with. In many cases, the influence of other gases cannot be ignored.
The method using the detector tube type gas measuring device was also developed for the purpose of measuring in a short time on the spot, and it is difficult to use it cumulatively. Furthermore, there are problems such as that the measurer has to go to the site, and individual differences occur when reading colors. In many cases, interference or other interference of other gases becomes a problem.
[0005]
As a simple measurement method, air is taken in by a pump and NO.xGas is collected directly in a sampling bag (direct collection method), collected with a solid adsorbent (solid collection method), or collected in an absorbent (liquid collection method), and the collected gas is gas chromatographed. The analysis method is generally used.
However, both methods require transportation of peripheral devices such as pumps as well as samples. The direct collection method is difficult to accumulate due to the limited size of the sampling bag. The solid collection method and the liquid collection method have a problem that a process for detecting the collected gas is necessary.
[0006]
As a simple monitoring method that does not require suction or the like, the use of a passive sampler for environmental measurement has attracted attention. NOxExamples of passive samplers for use include a nitrate plate method and a triethanolamine (TEA) badge method. The effects of wind speed, temperature, and humidity are examined, and quantitativeness is examined. On the other hand, the measurement after sampling is generally performed by washing the sample into a solution and analyzing the sample by ion chromatography or absorptiometry. However, these samplers have a problem in that it takes time and effort to wash them before they are collected and analyzed.
[0007]
As a technique for solving the above problems, after reacting nitrogen dioxide gas with the detection agent adsorbed in the pores of the porous body, which is a transparent matrix adsorbent, the visible UV absorption spectrum of the transmission is obtained by a spectrophotometer. There has been proposed a nitrogen dioxide gas detection method characterized by measuring and detecting the amount of nitrogen dioxide gas. However, in this detection method, since a highly reactive agent is used as a detection agent, a side reaction occurs, and the sensitivity in the visible UV absorption spectrum of the reaction product with the target nitrogen dioxide gas does not increase, and There is a problem that the side reaction product interferes with the visible UV absorption spectrum and sufficient accuracy cannot be obtained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
To summarize the above, conventionally, if nitrogen dioxide gas is to be detected with high accuracy in the order of ppb in accordance with the environmental standard value, an expensive and large-scale apparatus configuration is required, and it takes time and effort to easily remove nitrogen dioxide gas. There was a problem that could not be detected.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to make it possible to detect nitrogen dioxide gas more easily and accurately.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the method for detecting nitrogen dioxide gas according to the present invention, first, a diazotizing reagent that reacts with nitrite ions to form a diazo compound, a coupling reagent that couples with a diazo compound to form an azo dye, and an acid mixture are firstly transparentized. A sensing element arranged in a hole of a porous body is prepared. Next, the light transmittance of the sensing element is measured to obtain the first transmittance. Next, this sensing element is exposed to the gas to be measured for a predetermined time. Next, after that, the light transmittance of the sensing element is measured to obtain the second transmittance. The nitrogen dioxide gas in the gas to be measured is detected from the difference between the first transmittance and the second transmittance.
As a result of this configuration, when the sensing element is exposed to an atmosphere in which nitrogen dioxide gas exists, nitrite ions and diazotizing reagent due to the nitrogen dioxide gas adsorbed in the pores of the sensing element are diazotized to produce a diazo compound, The diazo compound and the coupling reagent are coupled to produce an azo dye. Therefore, since the sensing element is colored and a difference occurs between the first transmittance and the second transmittance, nitrogen dioxide gas can be detected by this.
[0011]
Further, the nitrogen dioxide gas sensing element of the present invention comprises a transparent porous body, a diazotization reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and a pore of the porous body A coupling reagent that is arranged together with a diazotizing reagent to couple with a diazo compound to produce an azo dye, and an acid that is arranged with a diazotizing reagent in the pores of the porous body.
As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the nitrogen dioxide gas detection element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotization reagent to produce a diazo compound. And this and a coupling reagent couple | bond together and an azo pigment | dye is produced | generated, Therefore The state which colored the detection element of nitrogen dioxide gas will be in it.
[0012]
  The nitrogen dioxide gas detection device according to the present invention includes a light emitting portion that emits light, and an electric signal corresponding to the amount of light received by the light receiving surface, the light receiving surface being disposed opposite the light emitting surface of the light emitting portion. At least a light detection unit that outputs light, a detection element disposed between the light emission unit and the light detection unit, and an electric meter that measures the state of the electrical signal output by the light detection unit. A porous body, a diazotizing reagent that is arranged in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to form a diazo compound, and a diazotizing reagent that is placed in the pores of the porous body together with the diazo compound. Consists of a coupling reagent that produces azo dyes and an acid that is placed in the pores of the porous body together with the diazotizing reagentThen, nitrogen dioxide gas in the gas to be measured is detected by measuring the transmittance of the light transmitted through the sensing element.I tried to do it.
  As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the pores of the sensing element and nitrogen dioxide is adsorbed, the resulting nitrite ions react with the diazotization reagent to produce a diazo compound. Since the coupling reagent couples to produce an azo dye, the sensing element is colored. On the other hand, since the light emitted from the light emitting part is incident on the light detecting part via the sensing element, the change in the color of the sensing element is measured by the electric meter as the change in the electrical signal output from the light detecting part. .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1
First, nitrogen dioxide (NO) in the first embodiment of the present invention.2) A gas detection method will be described. First, a method for producing a nitrogen dioxide gas sensing element will be described. As shown in FIG. 1A, an aromatic amine sulfanilic acid (SA) as a diazotizing reagent and N, N as a coupling reagent. -A detection agent solution 101 in which dimethylnaphthylamine (N, N-dimehtylnaphthylamine: DMNA) is dissolved in a mixed solution of water and ethanol is prepared in a container 102. Here, the concentration of sulfanilic acid was 0.02 mol / l.
[0014]
Next, as shown in FIG. 1 (b), a porous body 103, which is porous glass having an average pore diameter of 4 nm, was immersed in the detection agent solution 101. As the porous body 103, Vycor 7930 manufactured by Corning was used. This Vycor 7930 has an average pore diameter of 4 nm. In addition, the porous body 103 had a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm).
Further, this Vycor 7930 is borosilicate glass, and when heated, the alkali component and other components centering on silicon are separated, and acid treatment is performed in this state to elute the alkali component, It is a thing. As described above, since the acid treatment is performed in the manufacturing process, the inside of the pores of the Vycor 7930 is an acidic environment. That is, the acid is present in advance.
[0015]
In addition, when the inside of the hole of a porous body is not in an acidic state, what is necessary is just to make it the state which the acid existed by making the inside of a hole into an acidic environment by acid cleaning etc. beforehand. And at this time, the porous body should just be pH1, for example. Note that a porous body made of an organic polymer may be used as the transparent porous body.
The porous body 103 shown above is immersed in the detection agent solution 101 for 2 hours, impregnated with the detection agent solution in the pores of the porous body 103, and then air-dried, and as shown in FIG. The sensing element 103a is produced by leaving it to stand for half a day in a nitrogen gas stream and drying. Although the sensing element is plate-shaped here, it is not limited to this and may be formed in a fiber shape.
[0016]
Next, a method for detecting nitrogen dioxide gas using the sensing element 103a will be described. First, as shown in FIG. 1 (d), the absorbance in the thickness direction of the sensing element 103a is measured. In FIG. 1D, I0Is the incident signal light intensity, and I is the transmitted light intensity.
Next, as shown in FIG. 1E, for example, the sensing element 103a is exposed to the air 104 to be detected in which nitrogen dioxide having a concentration of 300 ppb exists for about 3 hours. Then, the sensing element 103a is taken out from the air 104 to be detected, and the absorbance in the thickness direction of the sensing element 103a is measured again as shown in FIG. 1 (f).
[0017]
The results of the two absorbance measurements (absorbance analysis) are shown in FIG. The transmitted light measurement wavelength of 350 nm or less is not measured due to the absorption of the porous glass (Vycor 7930) constituting the sensing element itself. In FIG. 2, the measurement result of the absorbance before exposure to the air to be detected is indicated by a broken line, and the measurement result of the absorbance after exposure is indicated by a solid line.
First, in both the solid line and the broken line, the absorption that seems to be absorption of water is in the vicinity of wavelengths of 1350 nm and 1900 nm. This absorption varied depending on the humidity of the air to be detected and the leaving time of the sensing element. Therefore, in the method for detecting nitrogen dioxide gas using the sensing element of the first embodiment, the effective measurement wavelength range is determined to be 350 to 1000 nm.
[0018]
And a big change is seen between a continuous line and a broken line in wavelength 400-600 nm especially 530 nm vicinity. That is, in the measurement of the absorbance after exposure to the detection target air, absorption at a wavelength of 530 nm appears. Therefore, a new substance having light absorption with a wavelength of 530 nm is generated in the sensing element by exposure to the detection target air. And this production | generation substance can be estimated to be the azo pigment | dye produced | generated by coupling N, N- dimethyl naphthylamine to the diazo compound produced | generated by the reaction of sulfanilic acid and nitrite ion. Nitrogen dioxide turns into nitrite ions when dissolved in water. Moreover, since the absorption peak which newly appeared is one, it can confirm that the other side reaction has not occurred.
[0019]
As described above, the sensing element that is a porous body is first a transparent matrix adsorbent having a plurality of holes 301 having an average pore diameter of 20 nm or less, for example, as shown in FIG. A diazotization reagent and a coupling reagent are disposed together with an acid in the hole 301 of the detection element (porous body) 302. When such a porous body is exposed to the air, the moisture in the air is actually adsorbed in the pores to form a thin water film. As a result, a thin film 303 of an aqueous solution (detection agent solution) in which a diazotization reagent, a coupling reagent, and an acid are dissolved is formed on the inner wall of the hole 301 of the detection element 302 that is a porous body. Yes.
Then, the nitrogen dioxide molecules 304 that have entered the hole 301 encounter them and cause the following two reactions.
[0020]
First, as shown in FIG. 3B, nitrite ions 311 generated by dissolving nitrogen dioxide in water and sulfanilic acid 312 which is a diazotization reagent react (diazotization), and diazo compound 313 is obtained. Is generated.
The diazo compound 313 and the coupling reagent N, N-dimethylnaphthylamine 314 are coupled to produce an azo compound (coupling compound) 315. Here, azo compounds (azo dyes) generally have light absorption in any wavelength region within 200 to 2000 nm. For example, the azo compound 315 shown in FIG. 3C is known to have an absorption wavelength in the vicinity of 500 to 550 nm. This agrees with the result shown in FIG.
[0021]
Therefore, for example, if the absorption spectrum is measured with a spectrophotometer (absorptiometer), the azo compound can be detected (quantified).
In the diazotization, an aromatic primary amine (ArNH) is used in the presence of 2 equivalents or more of acid.2) And nitrite ion (NO)2 -) Reacts with the diazo compound (ArN)2 +) Is a reaction to make. For this reason, the above-described reaction basically does not occur except for nitrogen dioxide gas. Here, this reaction is ArNH2+ NO2 -+ 2H+→ ArN2 ++ 2H2Since the reaction is 0, theoretically, 2 equivalents of acid are required. That is, as described above, it is necessary to dispose (carry) the diazotization reagent and the coupling reagent together with the necessary amount of acid in the pores of the porous body. The above-described reaction can occur even in the gas phase. However, as described above, since there can be no moisture in an actual environment, a thin film of water is substantially formed in the hole of the sensing element. And the above-described reaction will occur in the aqueous solution.
[0022]
And as above-mentioned, nitrogen dioxide gas can be indirectly measured by measuring the azo compound produced | generated as a result by nitrogen dioxide gas adsorb | sucking by light absorption. Here, for example, if the porous body is made of a material that transmits light in the light absorption wavelength region of the azo compound, the adsorbed nitrogen dioxide can be obtained by measuring the light absorption characteristics of the porous body adsorbed with nitrogen dioxide gas. Gas can be detected.
[0023]
In the first embodiment, as described above, the measurement results are obtained by exposing the sensing element to air having a nitrogen dioxide concentration of 300 ppb for 3 hours. As a result of the measurement of absorbance, as shown in FIG. 2, the change in absorbance at a wavelength of 530 nm is as high as about 0.1, and highly sensitive sub-ppm level nitrogen dioxide gas can be detected. The measurement can be performed simply by placing the sensing element of the first embodiment in the thin film measurement holder of the absorptiometer. And if the relationship between the difference in absorbance and the concentration is obtained, the ppb level can be quantified.
The change in absorbance at the maximum absorption wavelength per exposure amount (concentration (ppb) × exposure time (hour)) was determined as a sensitivity index. In the case of the first embodiment (FIG. 2), the absorbance change when exposed to 300 ppb nitrogen dioxide gas for 3 hours is 0.1, and the sensitivity index is 1.1 × 10 6.-Fourppb-1・ Hr-1Thus, a very high sensitivity was obtained.
[0024]
By the way, as the diazotizing reagent, for example, an aromatic compound such as benzene, naphthalene, or biphenyl or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, which has a primary amino group or an acetamide group may be used. Further, as a coupling reagent, an aromatic compound such as benzene, naphthalene, biphenyl or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, which has an amino group (1 to 3), an alkoxy group, or a hydroxyl group may be used. Good.
[0025]
Further, as described above, as a method for introducing the diazotization reagent and the coupling reagent into the pores of the porous body, as described above, both the impregnation of the porous body as a solution, introduction into the pores and drying, There is a method of vapor-depositing and introducing it into the hole, and a method of melting and introducing both into the hole. In these cases, an acid environment may be obtained by introducing an acid into the pores of the porous body in advance. In addition, there is a method in which both are used alone or mixed with other compounds and introduced into the pores when a porous body is produced by the sol-gel method.
As described above, according to the first embodiment, since the sensing element including the diazotization reagent and the coupling reagent is used in the pores of the porous body, the adsorption area of the nitrogen dioxide gas to be detected increases. In addition, the sensitivity and the storage capacity can be increased as compared with the conventional method.
[0026]
Further, since the porous body constituting the sensing element has a high transmittance in the wavelength region of approximately 400 to 1000 nm, nitrogen dioxide is adsorbed to the sensing element by measuring the transmittance of the sensing element. Thus, the change in absorbance due to the azo dye produced can be measured. That is, according to the first embodiment, if the absorbance of the sensing element is measured before and after exposing the sensing element to the air to be detected, the nitrogen dioxide gas adsorbed on the sensing element can be detected. Nitrogen dioxide gas can be easily detected. In the measurement of absorbance, it is only necessary to see a change in a single peak, so measurement is easy.
Further, according to the sensing element in the first embodiment, as shown in FIG. 4, when the nitrogen dioxide gas concentration in the air to be measured increases, the light transmittance at a predetermined wavelength of the sensing element decreases. Go. The predetermined wavelength is approximately 530 nm here.
[0027]
As described above, according to the first embodiment, since the nitrogen dioxide gas can be detected by this optical change using a small sensing element, the nitrogen dioxide gas can be detected very easily and accurately. It has the effect.
Here, in the case where the porous body constituting the detection element is made of glass (borosilicate glass), the average pore diameter is set to 20 nm or less, thereby measuring the transmission spectrum in the visible UV wavelength region (wavelength 200 to 2000 nm). In the visible light region (350 to 800 nm), light was transmitted.
However, when the average pore diameter was larger than that, a sharp decrease in transmittance was observed in the visible region.
[0028]
The above results are shown in FIG. In FIG. 5, the dotted line indicates the transmittance of quartz glass, the alternate long and short dash line indicates the transmittance of a porous body made of borosilicate glass having a pore diameter of 2.5 nm, and the solid line indicates the transmittance of Vycor 7930 used in the first embodiment described above. The broken line shows the transmittance of a porous body made of borosilicate glass having a pore diameter of 20 nm. In addition, the sample shown with a dashed-dotted line and a broken line is a product made from a Geltec company (GELTECH). In all cases, the thickness in the transmittance measuring direction was 1 mm.
Therefore, the porous body described above should have an average pore diameter of 20 nm or less. Moreover, a transparent porous body is used in the visible light region of 350 to 800 nm. By the way, in Embodiment 1 mentioned above, the specific surface area of a porous body is 100 m per 1 g.2That's it.
[0029]
Embodiment 2
Next explained is the second embodiment of the invention.
First, a method for producing a sensing element for nitrogen dioxide gas in Embodiment 2 will be described. Sulfanilamide (SFA) as a diazotization reagent, N, N-dimethylnaphthylamine (DMNA) as a coupling reagent, and ethanol A detection agent solution dissolved in the mixed solution is prepared. Here, the concentration of sulfanilamide was 0.02 mol / l, and the concentration of N, N-dimethylnaphthylamine was 0.005 mol / l.
[0030]
Next, a porous body having an average pore diameter of 4 nm was immersed in the detection agent solution. As this porous body, Vycor 7930 made by Corning was used as in the first embodiment. This Vycor 7930 has an average pore diameter of 4 nm. The porous body had a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm).
Then, the porous body is immersed in the detection agent solution for 2 hours, impregnated with the detection agent solution in the pores of the porous body, then air-dried, and left to dry in a nitrogen gas stream for half a day. Thus, the sensing element of the second embodiment was produced.
[0031]
FIG. 6 shows absorption spectra before and after exposing the sensing element of the second embodiment to the air to be measured. The broken line shows the state before exposure. The solid line shows the result after exposing the sensing element of the second embodiment for 3 hours in air containing nitrogen dioxide gas having a concentration of 300 ppb.
As apparent from FIG. 6, only one new absorption peak appears in the solid line near the wavelength of 530 nm. This absorption near 530 nm is considered to be due to the azo dye formed as a result of coupling of a diazo compound obtained by diazotizing sulfanilamide and N, N-dimethylnaphthylamine. And the change of the absorbance is as high as about 0.1, and it was found that high-sensitivity ppb level nitrogen dioxide gas can be detected even by detecting nitrogen dioxide gas using the sensing element of the second embodiment. .
Similar to the first embodiment, the sensitivity index for the second embodiment (FIG. 6) is 1.3 × 10 4.-Fourppb-1・ Hr-1It can be seen that very high sensitivity was obtained.
[0032]
Embodiment 3
Next explained is the third embodiment of the invention.
First, a method for producing a sensing element for nitrogen dioxide gas in Embodiment 3 will be described. Acetanilide (AA) as a diazotizing reagent, N, N-dimethylnaphthylamine (DMNA) as a coupling reagent, and ethanol are mixed. A detection agent solution dissolved in the solution is prepared. Here, the concentration of acetanilide (AA) was 0.02 mol / l, and the concentration of N, N-dimethylnaphthylamine was 0.005 mol / l.
Next, a porous body having an average pore diameter of 4 nm was immersed in the detection agent solution. As this porous body, as in the first and second embodiments, Vycor 7930 manufactured by Corning was used. This Vycor 7930 has an average pore diameter of 4 nm. The porous body had a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm).
[0033]
Then, the porous body is immersed in the detection agent solution for 2 hours, impregnated with the detection agent solution in the pores of the porous body, then air-dried, and left to dry in a nitrogen gas stream for half a day. Thus, the sensing element of Embodiment 3 was produced.
FIG. 7 shows absorption spectra before and after exposing the sensing element of Embodiment 3 to the air to be measured. The broken line shows the state before exposure. The solid line shows the result after the detection element of Embodiment 3 was exposed to air containing nitrogen dioxide gas having a concentration of 300 ppb for 3 hours.
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, new absorption appears in the vicinity of the wavelength of 460 nm on the solid line. Although this absorbance is about 0.03, it is possible to detect ppb level nitrogen dioxide gas with sufficiently high sensitivity.
Similar to the first and second embodiments, the sensitivity index for the third embodiment (FIG. 7) is 3.3 × 10.-Fiveppb-1・ Hr-1It became.
[0034]
Embodiment 4
Next explained is the fourth embodiment of the invention.
First, a method for producing a nitrogen dioxide gas sensing element according to the fourth embodiment will be described.
First, 0.0428 g of N, N-dimethyl-1-naphthylamine (DMNA) was taken as a coupling reagent in an Erlenmeyer flask, and 100 ml of ethanol was added to dissolve it to prepare a solution of about 0.0025 mol / l. .
In another Erlenmeyer flask, 0.6888 g of sulfanilamide was taken as a diazotization reagent, and 100 ml of ethanol was added thereto and dissolved to prepare a solution of about 0.04 mol / l.
[0035]
Next, 10 ml of each of these solutions was taken and mixed to prepare a detection agent solution. This detection agent solution was transferred to a petri dish, and a porous body having an average pore diameter of 4 nm was immersed therein for about 2 hours, and this porous body was impregnated with the detection agent solution. As this porous body, as in the first to third embodiments, Vycor 7930 made by Corning was used. This Vycor 7930 has an average pore diameter of 4 nm. The porous body had a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm).
Next, the porous body impregnated with the detection agent solution was taken out from the petri dish and air-dried for 24 hours to evaporate the solvent, thereby obtaining a detection element. The thus produced sensing element was visually colorless and transparent.
[0036]
When this sensing element was exposed to a dry nitrogen atmosphere with a nitrogen dioxide concentration of 200 ppb, its color changed from colorless and transparent to pink when visually observed. As a result of measuring this change with an absorptiometer, a change was observed as shown in FIG. In FIG. 8, the measurement result of the detection element that appeared to be colorless and transparent in the initial stage is indicated by a broken line, and the measurement result of the detection element that has changed to pink is indicated by a solid line. This change was irreversible. Further, when the nitrogen dioxide concentration was changed in the range of 100 ppb to 100 ppm, almost the same spectrum change was observed only with different light absorption intensity.
[0037]
Next, when the sensing element was exposed to the atmosphere (air) having a nitrogen dioxide concentration of 10 ppb, a change as shown in FIG. 9 was observed in the absorbance. In FIG. 9, the measurement result of the sensing element that appeared to be colorless and transparent in the initial stage is indicated by a broken line, and the measurement result after exposure to the specimen air is indicated by a solid line. And this change was also irreversible.
As described above, it is possible to detect nitrogen dioxide gas even using the sensing element in the fourth embodiment, and it is possible to detect nitrogen dioxide gas in the atmosphere.
[0038]
Embodiment 5
The fifth embodiment of the present invention will be described below. Here, a nitrogen dioxide gas detection apparatus using the above-described detection element will be described.
As shown in FIG. 10, this nitrogen dioxide gas detection device irradiates the detection element 1002 with light emitted from a light emitting unit 1001 made of an LED that emits light of a predetermined wavelength, and receives the transmitted light as a light receiving unit. Light is received at 1003. The light receiving unit 1003 photoelectrically converts the received light and outputs a signal current. The conversion amplifier 1004 amplifies the output signal current and performs current-voltage conversion. The A / D conversion unit 1005 converts the voltage signal into a digital signal. The output detection unit 1006 outputs the digital signal as a detection result.
[0039]
Here, the detection element 1002 is, for example, the detection element of the first to fourth embodiments described above. For the light emitting unit 1001, for example, a green LED having an emission wavelength of 530 nm may be used. The light receiving unit 1003 is, for example, a photodiode. As this photodiode, for example, a photodiode sensitive to a wavelength of 190 to 1000 nm may be used. In addition, the light emitting unit 1001 and the light receiving unit 1003 are arranged such that the light emitting part and the light receiving part face each other.
For example, when the detection device using the detection element according to the fourth embodiment detects nitrogen dioxide gas in a dry nitrogen atmosphere having a nitrogen dioxide concentration of 100 ppb to 100 ppm and in the atmosphere (air), the detection element becomes nitrogen dioxide. An output different from the unexposed initial state was obtained.
Thus, according to the fifth embodiment, a nitrogen dioxide gas detection device can be easily configured.
[0040]
Embodiment 6
The sixth embodiment of the present invention will be described below. Below, it demonstrates in detail regarding the detection apparatus of the nitrogen dioxide gas mentioned above. In particular, the configuration of the light emitting unit and the light receiving unit will be described.
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, an LED 1102 emitting green light having a wavelength of 550 nm and a light receiving surface facing the light emitting surface of the LED 1102 are disposed on a substrate 1101 having a size of about 12 cm × 6 cm. As shown in FIG. This phototransistor has photosensitivity in the wavelength region of 450 to 1100 nm. The LED 1102 and the phototransistor 1103 are supplied with power from two AA batteries 1105 connected in series via a terminal plate 1104.
[0041]
Further, the power supply can be turned on / off by a switch 1106. That is, a circuit is assembled using the terminals of the terminal board 1104. The terminal number 1 is the wiring of the phototransistor 1103, the terminal number 2 is the wiring of the switch 1106, the terminal number 3 is the wiring of the LED 1102, the terminal number 4 is the wiring of the switch 1106 and the battery 1105, and the terminal number 5 is the wiring of the battery 1105. The wirings of the LED 1102 and the phototransistor 1103 are connected to each other.
Resistors 1107 and 1108 are provided so that the output voltage from the phototransistor 1103 is on the order of one digit (V).
[0042]
Then, the sensing element 1110 as described in the first to third embodiments is arranged between the LED 1102 and the phototransistor 1103, and a voltmeter is connected between the terminal number 1 and the terminal number 2 of the terminal board 1104. In this nitrogen dioxide gas detection device, the nitrogen dioxide gas adsorbed on the sensing element 1110 is measured by measuring the voltage.
Thus, according to the sixth embodiment, an accurate nitrogen dioxide gas detection device can be configured in an area of about 12 cm × 6 cm. In addition, since a commercially available battery can be configured as a power source, it becomes possible to detect nitrogen dioxide gas more easily.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the method for detecting nitrogen dioxide gas of the present invention, first, a diazotization reagent that reacts with nitrite ions to produce a diazo compound and a coupling reagent that couples with a diazo compound to produce an azo dye. A sensing element is prepared in which a mixture of acid and acid is disposed in the pores of a transparent porous body. Next, the light transmittance of the sensing element is measured to obtain the first transmittance. Next, this sensing element is exposed to the gas to be measured for a predetermined time. Next, after that, the light transmittance of the sensing element is measured to obtain the second transmittance. The nitrogen dioxide gas in the gas to be measured is detected from the difference between the first transmittance and the second transmittance.
As a result of this configuration, when the sensing element is exposed to an atmosphere in which nitrogen dioxide gas exists, nitrite ions and diazotizing reagent due to the nitrogen dioxide gas adsorbed in the pores of the sensing element are diazotized to produce a diazo compound, The diazo compound and the coupling reagent are coupled to produce an azo dye. Therefore, since the sensing element is colored and a difference occurs between the first transmittance and the second transmittance, nitrogen dioxide gas can be detected by this.
Therefore, it is only necessary to observe the change in color of the sensing element after the sensing element is exposed to the atmosphere to be measured, so that the nitrogen dioxide gas can be detected more easily and accurately than in the conventional method.
[0044]
Further, the nitrogen dioxide gas sensing element of the present invention comprises a transparent porous body, a diazotization reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and a pore of the porous body A coupling reagent which is disposed together with a diazotizing reagent and couples with a diazo compound to produce an azo dye, and an acid which is disposed with a diazotizing reagent in the pores of the porous body.
As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the nitrogen dioxide gas detection element and adsorbs nitrogen dioxide, the resulting nitrite ions react with the diazotization reagent to produce a diazo compound. And this and a coupling reagent couple | bond together and an azo pigment | dye is produced | generated, Therefore The state which colored the detection element of nitrogen dioxide gas will be in it.
Therefore, since this nitrogen dioxide gas sensing element can detect nitrogen dioxide gas by looking at the color change, the use of this nitrogen dioxide gas sensing element makes it easier and more accurate than conventional methods. Nitrogen gas can be detected.
[0045]
Further, the nitrogen dioxide gas detection device of the present invention includes a light emitting unit that emits light, and an electric signal corresponding to the amount of light received by the light receiving surface, the light receiving surface being disposed opposite the light emitting surface of the light emitting unit. At least a light detection unit that outputs light, a detection element disposed between the light emission unit and the light detection unit, and an electric meter that measures the state of the electrical signal output by the light detection unit. A porous body, a diazotization reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to form a diazo compound, and is disposed in the pores of the porous body together with the diazotization reagent to couple with the diazo compound. Thus, a coupling reagent for producing an azo dye and an acid arranged together with a diazotizing reagent in the pores of the porous body are used.
As a result of this configuration, when nitrogen dioxide gas enters the pores of the sensing element and nitrogen dioxide is adsorbed, the resulting nitrite ions react with the diazotization reagent to produce a diazo compound. Since the coupling reagent couples to produce an azo dye, the sensing element is colored. On the other hand, since the light emitted from the light emitting part is incident on the light detecting part via the sensing element, the change in the color of the sensing element is measured by the electric meter as the change in the electrical signal output from the light detecting part. .
Therefore, the nitrogen dioxide gas can be detected with high accuracy by arranging this nitrogen dioxide gas detection device in the atmosphere to be measured. Therefore, the nitrogen dioxide gas can be detected more easily and accurately than the conventional method. It becomes like this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows nitrogen dioxide (NO) in the first embodiment of the present invention.2 ) It is explanatory drawing explaining the detection method of gas.
2 is a characteristic diagram showing measurement results of absorbance twice in the detection method of Example 1. FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a sensing element of Example 1 and an explanatory diagram showing a reaction occurring there.
4 is a correlation diagram showing the relationship between nitrogen dioxide concentration and transmittance in the sensing element of Example 1. FIG.
FIG. 5 is a correlation diagram showing a relationship between a porous body made of glass and optical transmittance.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a detection result in the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a detection result in the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a detection result in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing another detection result in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a nitrogen dioxide gas detection device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a nitrogen dioxide gas detection device according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Detection agent solution, 102 ... Container, 103 ... Porous body, 103a ... Detection element, 104 ... Detection target air, 301 ... Hole, 302 ... Detection element (porous body), 303 ... Thin aqueous solution (detection agent solution) Membrane 304 ... nitrogen dioxide molecule.

Claims (7)

亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬および前記ジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬および酸との混合物を透明な多孔体の孔中に配置した検知素子を用意する第1の工程と、
その検知素子の光透過率を測定して第1の透過率を求める第2の工程と、
この検知素子を測定対象の気体中に所定時間晒す第3の工程と、
第3の工程の後、前記検知素子の光透過率を測定して第2の透過率を求める第4の工程と
を備え、
前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカップリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、20nm以下であり
前記第1の透過率と前記第2の透過率の差により前記測定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出する
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出方法。
Sensing element comprising a diazotizing reagent that reacts with nitrite ions to form a diazo compound, a coupling reagent that couples with the diazo compound to generate an azo dye, and an acid mixture arranged in the pores of a transparent porous body A first step of preparing
A second step of determining the first transmittance by measuring the light transmittance of the sensing element;
A third step of exposing the sensing element to the gas to be measured for a predetermined time;
After the third step, a fourth step of measuring the light transmittance of the sensing element to obtain the second transmittance ;
With
The average pore diameter of the porous body is larger than the diazotization reagent and the coupling reagent can enter, and is 20 nm or less, and the measurement target is determined by the difference between the first transmittance and the second transmittance. A method for detecting nitrogen dioxide gas, comprising detecting nitrogen dioxide gas in the gas.
請求項1記載の二酸化窒素ガスの検出方法において、
前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしくはアセトアミド基を備えた化合物であり、
前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合物である
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出方法。
The method for detecting nitrogen dioxide gas according to claim 1,
The diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and a compound having a primary amino group or an acetamide group,
The coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene, or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and is a compound having a primary to tertiary amino group, an alkoxy group, or a hydroxyl group. A method for detecting nitrogen dioxide gas.
透明な多孔体と、
この多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、
前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置されて前記ジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、
前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置された酸と
を備え、
前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカップリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、20nm以下である
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検知素子
A transparent porous body,
A diazotization reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to form a diazo compound;
A coupling reagent that is disposed in the pores of the porous body together with the diazotizing reagent and coupled with the diazo compound to form an azo dye;
An acid disposed with the diazotization reagent in the pores of the porous body;
With
The average pore diameter of the porous body with the diazotizing reagent and coupling reagents Hairikomeru size or more, in addition, test knowledge elements of nitrogen dioxide gas, characterized in that at 20nm or less.
請求項3記載の二酸化窒素ガスの検知素子において、
前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしくはアセトアミド基を備えた化合物であり、
前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合物である
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検知素子。
In the sensing element of nitrogen dioxide gas according to claim 3,
The diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and a compound having a primary amino group or an acetamide group,
The coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene, or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and is a compound having a primary to tertiary amino group, an alkoxy group, or a hydroxyl group. A nitrogen dioxide gas sensing element.
光を放出する発光部と、
前記発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて前記受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、
その発光部と前記光検出部との間に配置された検知素子と、
前記光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器と
を少なくとも備え、
前記検知素子は、透明な多孔体と、前記多孔体の孔内に配置されて亜硝酸イオンと反応してジアゾ化合物を生成するジアゾ化試薬と、前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置されて前記ジアゾ化合物とカップリングしてアゾ色素を生成するカップリング試薬と、前記多孔体の孔内に前記ジアゾ化試薬とともに配置された酸とから構成され、
前記多孔体の平均孔径は、前記ジアゾ化試薬およびカップリング試薬が入り込める以上の大きさで、加えて、20nm以下であり、
前記検知素子を透過した光の透過率を測定することで前記測定対象の気体中の二酸化窒素ガスを検出する
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出装置
A light emitting unit that emits light;
A light detection unit that is arranged with a light receiving surface facing the light emitting surface of the light emitting unit and outputs an electrical signal corresponding to the amount of light received by the light receiving surface;
A sensing element disposed between the light emitting unit and the light detecting unit;
An electric meter for measuring a state of an electric signal output from the light detection unit;
Comprising at least
The sensing element includes a transparent porous body, a diazotization reagent that is disposed in the pores of the porous body and reacts with nitrite ions to generate a diazo compound, and the diazotization reagent in the pores of the porous body A coupling reagent arranged to couple with the diazo compound to produce an azo dye, and an acid disposed with the diazotization reagent in the pores of the porous body,
The average pore diameter of the porous body is larger than the diazotization reagent and the coupling reagent can enter, and in addition, is 20 nm or less,
DETECTION DEVICE nitrogen dioxide gas and detecting the nitrogen dioxide gas in the gas of the measurement target by measuring the transmittance of the light transmitted through the sensing element.
請求項記載の二酸化窒素ガスの検出装置において、
前記ジアゾ化試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1級アミノ基もしくはアセトアミド基を備えた化合物であり、
前記カップリング試薬は、ベンゼン,ナフタレン,ビフェニル等の芳香族化合物、もしくは、チオフェン,チアゾール等の複素芳香族化合物であって、1〜3級アミノ基もしくはアルコオキシ基もしくは水酸基を有する化合物である
ことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出装置
In DETECTION DEVICE nitrogen dioxide gas according to claim 5,
The diazotizing reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and a compound having a primary amino group or an acetamide group,
The coupling reagent is an aromatic compound such as benzene, naphthalene or biphenyl, or a heteroaromatic compound such as thiophene or thiazole, and a compound having a primary to tertiary amino group, an alkoxy group, or a hydroxyl group. detection apparatus of nitrogen dioxide gas which is characterized.
請求項5又は6記載の二酸化窒素ガスの検出装置において、
前記発光部は発光ダイオードから構成され、
前記光検出部はフォトトランジスタから構成され、
加えて、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに電源を供給する電池と、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに前記電池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、
前記フォトトランジスタと前記電池との間に接続された電気計器としての電圧計と、
前記発光ダイオード,前記フォトトランジスタ,前記電池,前記スイッチ,および,前記電圧計それぞれを結線するための端子を備えた端子板と、
前記発光ダイオード,前記フォトトランジスタ,前記電池,前記スイッチ,前記電圧計,および,前記端子板を配置した基板と
を備えたことを特徴とする二酸化窒素ガスの検出装置。
In the detection device of nitrogen dioxide gas according to claim 5 or 6,
The light emitting unit is composed of a light emitting diode,
The photodetection unit is composed of a phototransistor,
in addition,
A battery for supplying power to the light emitting diode and the phototransistor;
A switch for turning on and off the power supply from the battery to the light emitting diode and the phototransistor;
A voltmeter as an electric meter connected between the phototransistor and the battery;
A terminal plate having terminals for connecting the light emitting diode, the phototransistor, the battery, the switch, and the voltmeter;
An apparatus for detecting nitrogen dioxide gas, comprising: the light emitting diode, the phototransistor, the battery, the switch, the voltmeter, and a substrate on which the terminal plate is disposed .
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