JP7272565B2 - 参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極、装置及び、電気化学的測定方法 - Google Patents
参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極、装置及び、電気化学的測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7272565B2 JP7272565B2 JP2020554974A JP2020554974A JP7272565B2 JP 7272565 B2 JP7272565 B2 JP 7272565B2 JP 2020554974 A JP2020554974 A JP 2020554974A JP 2020554974 A JP2020554974 A JP 2020554974A JP 7272565 B2 JP7272565 B2 JP 7272565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- voltage
- bdd
- concentration
- boron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
[化1]
AgCl + e- ←→ Ag + Cl-
という電極反応が可能となる。
(1) 参照電極表面での電極反応が可逆であって、電解液中のある化学種とNernstの平衡電位式に従って応答(Nernst応答ともいう)すること。
(2) その電位は時間に対して安定であること。
(3) その電位は微少電流が流れたとしても、すぐ最初の電位に戻ること(ヒステリシスがない)。
(4) Ag/AgClのような場合には、固体層が電解液中で溶解しないこと。
(5) 温度が変化しても、一定の温度になれば一定の電位を出すこと(温度ヒステリシスがないこと)。
[1] 作用電極として導電性ダイヤモンド電極を有し、参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有し、対電極を有する、三極電極。
[2] 対電極が導電性ダイヤモンド電極又は白金電極である、実施形態1に記載の三極電極。
[3] 導電性ダイヤモンド電極がホウ素(B)、硫黄(S)、窒素(N)、酸素(O)、及びケイ素(Si)からなる群より選択される不純物がドープされた導電性ダイヤモンド電極である、実施形態1又は2に記載の三極電極。
[4] 導電性ダイヤモンド電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、実施形態3に記載の三極電極。
[5] 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、実施形態1~4のいずれかに記載の三極電極。
[6] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有する、電気化学的測定装置。
[7] オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、又は塩素濃度のいずれかを測定することができる、実施形態6に記載の電気化学的測定装置。
[8] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液であるオゾン水に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、オゾン水濃度測定装置。
[9] 実施形態8に記載のオゾン水濃度測定装置、及びオゾン発生装置を備えた、オゾン水生成装置。
[10] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液である尿酸溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、尿酸濃度測定装置。
[11] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電流を流す電流印加部を有し、
作用電極と対電極との間の電流値又は電流密度を一定としたときの電位を測定する電位測定部を有する、pH測定装置。
[12] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液である塩素溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、塩素濃度測定装置。
[13] 実施形態1~5のいずれかに記載の三極電極を有し、オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、及び塩素濃度からなる群より選択される2以上の測定対象を、前記三極電極により測定することができる、電気化学的測定装置。
[14] オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、及び塩素濃度からなる群より選択される測定対象に応じて、測定アルゴリズムを変更する機能を有する、実施形態13に記載の装置。
[15] 実施形態7~14のいずれかに記載の装置を制御するための、プログラム。
[16] 実施形態15に記載のプログラムを記録した、情報記録媒体。
[17] 実施形態7~9、13及び14のいずれかに記載の装置を使用する、オゾン水濃度測定方法。
[18] 試料溶液であるオゾン水に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値とオゾン濃度との関係を示した検量線に基づいて、オゾン水のオゾン濃度を算出する、実施形態17に記載のオゾン水濃度測定方法。
[19] 実施形態7、10、13及び14のいずれかに記載の装置を使用する、尿酸濃度測定方法。
[20] 試料溶液である尿酸溶液に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値と尿酸濃度との関係を示した検量線に基づいて、溶液の尿酸濃度を算出する、実施形態19に記載の尿酸濃度測定方法。
[21] 実施形態7、11、13及び14のいずれかに記載の装置を使用する、pH測定方法。
[22] 試料溶液に作用電極と対電極及び参照電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に一定値の電流を流し、当該電流下における電位を測定することにより、印加した電流及び測定した電位値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電流に対応する限界電位値から、予め作成済みの限界電位値と溶液pHとの関係を示した検量線に基づいて、溶液のpHを測定する、実施形態21に記載のpH測定方法。
[23] 実施形態12~14のいずれかに記載の装置を使用する、塩素濃度測定方法。
[24] 試料溶液である塩素溶液に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値と塩素濃度との関係を示した検量線に基づいて、溶液の塩素濃度を算出する、実施形態23に記載の塩素濃度測定方法。
[25] 試料溶液に電解質を含ませない、実施形態17~24のいずれかに記載の測定方法。
[26] 以下の工程、
(i)基材上に成膜したホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極(BDD電極)を3つ用意し、第1のBDD電極を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とし、それぞれ基板上に固定する工程、
(ii) 前記BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含む、三極電極の製造方法。
[27] さらに、工程(ii)が、BDD電極と導電性ケーブルとの間にピンヘッダを配置し、該ピンヘッダがBDD電極に重なるように接着剤で固定し、該ピンヘッダとBDD電極間を導電性ペーストで接続する工程、及び、導電性ケーブルをピンヘッダに接続する工程を含み、
工程(iii)が、前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部と共に、前記ピンヘッダも絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程を含む、
実施形態26に記載の製造方法。
[28] (i)絶縁材料の基材の一つの面にホウ素をドープした導電性のダイヤモンド薄膜を成膜し、次いで、ダイヤモンド薄膜に溝を加工し、互いに絶縁された三極電極を作製し、基板上の第1のホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極(BDD電極)を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とする工程、
(ii)加工後のダイヤモンド電極を固定して電気回路と接続するための電極を取り付け、次いで各BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含む、三極電極の製造方法。
[29] 基板が平板状又は円筒状である、実施形態26~28のいずれかに記載の製造方法。
[30] 作用電極としてホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極を有し、参照電極としてホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極を有し、対電極としてホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極を有する電気化学的測定装置。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2018-206319号の開示内容を包含する。
[化2]
O3 + 2H+ + 2e- → O2 + H2O
という反応が進行する。そのためオゾンの還元反応の電流値を計測することでオゾン水中のオゾン濃度が定量可能である。例えば特許文献1を参照のこと。
[化3]
尿酸 + O2 + H2O → 5-ヒドロキシイソ尿酸 + H2O2
という反応が進行する。そのため尿酸の酸化反応の電流値を計測することで溶液中の尿酸濃度が定量可能である。
[化4]
2H+ + 2e- → H2
という反応が進行する。そのためプロトン(H+)の還元反応の電流値を計測することで溶液中のpHが測定可能である。
[化5]
2HClO + 2e- → Cl- + ClO-+ H2O
という反応が進行する。そのためHClOの還元反応の電流値を計測することで溶液中の有効塩素濃度が定量可能である。
(i)基材上に成膜したBDD電極を3つ用意し、第1のBDD電極を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とし、それぞれ基板上に固定する工程、
(ii)前記BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含み得る。例えば図10-12を参照のこと。
第1の製造方法の上記工程(iii)は、前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部と共に、前記ピンヘッダも絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程を含み得る。導電性ペーストは銀ペースト等であり得る。
(i)絶縁材料の基材の一つの面にホウ素をドープした導電性のダイヤモンド薄膜を成膜し、次いで、ダイヤモンド薄膜に溝を加工し、互いに絶縁された三極電極を作製し、基板上の第1のホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極(BDD電極)を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とする工程、
(ii)加工後のダイヤモンド電極を固定して電気回路と接続するための電極を取り付け、次いで各BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含み得る。絶縁材料は窒化ケイ素等であり得る。ダイヤモンド薄膜への溝の加工は、レーザー加工機等によって行うことができる。例えば図21、22、23及び27を参照のこと。これらはあくまでBDD三極電極の製造方法の例であって、最終的に互いに絶縁された三極電極が得られ、電気化学的測定を行うことができれば、三極電極の製造方法はこれらに限定されない。
シリコン基板上に成膜したホウ素ドープダイヤモンド電極(BDD電極)は、以下の手順で作製した。すなわち、マイクロ波プラズマCVD装置(コーンズテクノロジー社製)を使用し、プラズマ発生用の水素ガスをチャンバー内に導入してプラズマを発生させた。次いで、炭素源としてアセトンを使用し、ホウ素源としてトリメトキシボランを使用し、キャリアガスとして水素ガスを使用し、アセトン及びトリメトキシボランを所定の混合比(ホウ素ドープ量が1%)で混合した混合液体をキャリアガスである水素ガスによるバブリングを行って気化して原料ガスとした。次いでこの原料ガスを、プラズマ用水素ガスとは別ラインでチャンバー内に導入した。
まず、参照電極として銀塩化銀電極(Ag/AgCl)を使用し、オゾン濃度の電気化学的測定を行った。すなわち、作用電極(Working Electrode、WE)及び対電極(Counter Electrode、CE)をBDD電極として、参照電極(Reference Electrode、RE)をAg/AgCl電極として、リニアスイープボルタンメトリー(LSV)を行った。実験系の模式図を図4に示す。
[数1]
ε = 3000/cm・M
であり、これはオゾン濃度
[数2]
c [M]= A/1[cm]/ε[/cm M]
であることによる。電気化学的測定では、LSVでオゾンの還元電流を測定した。分光測定では、UV吸光でオゾンの濃度を見積した。
次に、作用電極にBDD、対電極にPt、参照電極として、Ag/AgCl又はBDDを用いて、0.1M KCl中における1mM フェリシアン化カリウムのサイクリックボルタンメトリー(CV)を行った。スキャン速度は0.1V/sで走査し、電流値をモニタリングした。結果を図3に示す。
実験は作用電極と対電極にBDDを使用し、参照電極としてBDDを使用した。実験系は図4の模式図のように構築した。また、他の金属電極が単独で参照電極として機能するか否かを確認するために、参照電極としてBDDの代わりにオゾン耐性に優れるSUS316ステンレス鋼を使用した。これはオゾンの腐食作用が強く、通常の金属では不適当と考えられたため、比較対照として、オゾン耐性に優れるSUS316ステンレス鋼を選択したものである。測定セルは標準セルを使用し、任意でサンプリングをしたオゾン水をLSVにより測定した。
次に、作用電極、対電極、及び参照電極がBDDである平板電極を以下の手順により作製した。図9に模式図を示す。図10は各構成を具体的に示した写真である。図10中、白い板はセラミック基板である。右側に3つある部材がホウ素ドープダイヤモンド電極(BDD電極)である。これらは、シリコン基板上に成膜したBDD電極である。中央にピンヘッダを配置した。また左にケーブル付き端子を配置した。次に、これらの構成を以下の手順で加工した:
1.シリコン基板上に成膜したBDD電極をレーザ加工機で2mmx10mmに切断し、2.5mmピッチでセラミック基板上に接着剤で固定する。その際、電極表面に接着剤や指紋が付かないように注意する。
2.ピンヘッダ右側端子がBDD電極に重なるように接着剤で固定する。次に、ピンヘッダ右側端子とBDD電極間を導電性銀ペーストで接続する。
3.ケーブル付き端子をピンヘッダ左側端子に接続する。
4.ケーブルの先端をセラミック基板に接着テープ等で固定する。
5.前記2.銀ペースト接続部から、ピンヘッダを介して、端子付きケーブルまでのすべてをシリコン樹脂により覆って、絶縁処理を行う。特定の実施形態では、絶縁処理を行う長さは、セラミック基板右端から50mm前後とし得る。
6.この時にBDD電極の右側数mm、例えば5mm以上を残す。
7.BDD電極表面とケーブル左側先端の導通を確認する。
8.ケーブル3本の間がそれぞれ絶縁されていることを確認する。
加工した平板型の三極電極の写真を図11及び図12に示す。図11及び12中の番号は上記の手順番号に対応する。
BDD作用電極、BDD参照電極、及びBDD対電極を有するオゾン水測定装置とオゾン発生装置とを連結して、オゾン水生成装置を構築する。このオゾン水生成装置は、オゾンを発生するオゾン発生装置と、当該オゾン発生装置によって発生したオゾンを含んだオゾン水のオゾン濃度を測定するオゾン水濃度測定装置とを備えた装置或いはシステムである。
BDD三極電極は、実施例4と同じものを使用した。ただし測定の前に、0.1M NaClO4(pH=7.10)溶液を使用し電極を電気化学的に前処理した。また作用電極が陰極還元状態となるような条件で測定を開始した。作用電極、対電極、参照電極のいずれについても、有効電極面積は約0.1cm2とした。リン酸緩衝溶液(pH=6.653)中に尿酸を0~100μMの濃度にてそれぞれ溶解させ、CV及びLSV法を用いて電気化学的測定を行った。CVは-1.0V~+1.5Vの範囲で行った。LSVは0.0V~+1.5Vの範囲で行った。
BDD三極電極は、実施例4と同じものを使用した。作用電極、対電極、参照電極のいずれについても、有効電極面積は約0.1cm2とした。Briton-Robinson-Buffer(BRB)を使用した。各試料溶液のpHは、それぞれ、2.057、4.190、6.099、8.054、10.145にて調整した。測定はクロノポテンシオメトリー法にて行った。まず10秒間、0μA/cm2で保持し、その後、-2.0μA/cm2の電流を50秒間流した。
BDD三極電極は、以下の手順で作製した。電極基材に窒化ケイ素等の絶縁材料を用い、その表面にCVD装置を用いて導電性ダイヤモンド薄膜を成膜した。その後、レーザー加工機等によってダイヤモンド薄膜に溝を加工し、互いに絶縁された3電極を作製した(図22)。さらに、加工後のダイヤモンド電極を固定して電気回路と接続するための電極を取り付けた(図27)。図22のダイヤモンド電極サイズは約10mm×10mmの正方形である。また、作製した図27のBDD三極電極は、作用電極、対電極、参照電極のいずれについても、有効電極面積を約0.25cm2とした。0.1M NaClO4(pH=5.10 HClO4でpH調製)中にNaClO(OCl-)を180ppmとなるよう溶解させ、それをBlank溶液で希釈し、各濃度の塩素水を調製した。その後、LSV法により測定を行った。LSVは、0.0V~-2.2Vの範囲で行った。なお、測定の前に、0.1M NaClO4(pH=7.10)溶液を使用し電極を電気化学的に前処理した。また作用電極が陰極還元状態となるような条件で測定を開始した。
2 導電性ダイヤモンド薄膜
3 溝
Claims (19)
- 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、又は塩素濃度のいずれかを測定することができる、電気化学的測定装置。
- 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液であるオゾン水に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、オゾン水濃度測定装置。 - 請求項2に記載のオゾン水濃度測定装置、及びオゾン発生装置を備えた、オゾン水生成装置。
- 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液である尿酸溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、尿酸濃度測定装置。 - 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電流を流す電流印加部を有し、
作用電極と対電極との間の電流値を一定としたときの電位を測定する電位測定部を有する、pH測定装置。 - 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、
作用電極、参照電極、及び対電極が試料溶液である塩素溶液に接触可能であり、
作用電極と対電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、
作用電極と対電極との間に電圧を印加したときの電流値を測定する電流値測定部を有する、塩素濃度測定装置。 - 作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、参照電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、対電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極である、作用電極、参照電極及び対電極からなる三極電極を有し、オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、及び塩素濃度からなる群より選択される2以上の測定対象を、前記三極電極により測定することができる、電気化学的測定装置。
- オゾン水濃度、尿酸濃度、溶液pH、及び塩素濃度からなる群より選択される測定対象に応じて、測定アルゴリズムを変更する機能を有する、請求項7に記載の装置。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の装置を制御するための、プログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを記録した、情報記録媒体。
- 請求項1~3、7及び8のいずれか1項に記載の装置を使用する、オゾン水濃度測定方法であって、
試料溶液であるオゾン水に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値とオゾン濃度との関係を示した検量線に基づいて、オゾン水のオゾン濃度を算出する、前記方法。 - 請求項1、4、7及び8のいずれか1項に記載の装置を使用する、尿酸濃度測定方法であって、
試料溶液である尿酸溶液に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値と尿酸濃度との関係を示した検量線に基づいて、溶液の尿酸濃度を算出する、前記方法。 - 請求項1、5、7及び8のいずれか1項に記載の装置を使用する、pH測定方法であって、
試料溶液に作用電極と対電極及び参照電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に一定値の電流を流し、当該電流下における電位を測定することにより、印加した電流及び測定した電位値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電流に対応する限界電位値から、予め作成済みの限界電位値と溶液pHとの関係を示した検量線に基づいて、溶液のpHを測定する、前記方法。 - 請求項6~8のいずれか1項に記載の装置を使用する、塩素濃度測定方法であって、
試料溶液である塩素溶液に、少なくとも作用電極及び対電極を接触させ、前記作用電極と前記対電極との間に電圧を印加し、当該電圧下における電流値を測定することにより、印加した電圧及び測定した電流値から、限界電流-電圧曲線を測定し、当該限界電流-電圧曲線において所定の電圧に対応する限界電流値から、予め作成済みの限界電流値と塩素濃度との関係を示した検量線に基づいて、溶液の塩素濃度を算出する、前記方法。 - 試料溶液に電解質を含ませない、請求項11~14のいずれか1項に記載の測定方法。
- 以下の工程、
(i)基材上に成膜したホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極(BDD電極)を3つ用意し、第1のBDD電極を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とし、それぞれ基板上に固定する工程、
(ii) 前記BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含む、三極電極の製造方法。 - さらに、工程(ii)が、BDD電極と導電性ケーブルとの間にピンヘッダを配置し、該ピンヘッダがBDD電極に重なるように接着剤で固定し、該ピンヘッダとBDD電極間を導電性ペーストで接続する工程、及び、導電性ケーブルをピンヘッダに接続する工程を含み、
工程(iii)が、前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部と共に、前記ピンヘッダも絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程を含む、
請求項16に記載の製造方法。 - (i)絶縁材料の基材の一つの面にホウ素をドープした導電性のダイヤモンド薄膜を成膜し、次いで、ダイヤモンド薄膜に溝を加工し、互いに絶縁された三極電極を作製し、基板上の第1のホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極(BDD電極)を作用電極とし、第2のBDD電極を参照電極とし、第3のBDD電極を対電極とする工程、
(ii)加工後のダイヤモンド電極を固定して電気回路と接続するための電極を取り付け、次いで各BDD電極を導電性ケーブルに接続する工程、
(iii)前記導電性ケーブルの一部及び前記BDD電極の一部を絶縁性材料で覆い絶縁処理を行う工程、
を含む、三極電極の製造方法。 - 基板が平板状又は円筒状である、請求項16~18のいずれか1項に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018206319 | 2018-11-01 | ||
JP2018206319 | 2018-11-01 | ||
PCT/JP2019/043000 WO2020091033A1 (ja) | 2018-11-01 | 2019-11-01 | 参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極、装置及び、電気化学的測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020091033A1 JPWO2020091033A1 (ja) | 2021-09-24 |
JP7272565B2 true JP7272565B2 (ja) | 2023-05-12 |
Family
ID=70463396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020554974A Active JP7272565B2 (ja) | 2018-11-01 | 2019-11-01 | 参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極、装置及び、電気化学的測定方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7272565B2 (ja) |
WO (1) | WO2020091033A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114965659B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-06-27 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 检测磷酸盐浓度的方法以及电化学传感器 |
JP7345602B1 (ja) * | 2022-06-10 | 2023-09-15 | 住友化学株式会社 | 電気化学センサ及び電気化学センサの製造方法 |
JP7303353B1 (ja) * | 2022-07-08 | 2023-07-04 | 住友化学株式会社 | 電気化学センサおよび電気化学センサシステム |
JP7455249B1 (ja) | 2023-02-27 | 2024-03-25 | 住友化学株式会社 | 電気化学的測定方法、電気化学的測定装置、及びプログラム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001147211A (ja) | 1999-05-28 | 2001-05-29 | Akira Fujishima | 陽極酸化処理されたダイヤモンド薄膜電極を使用した尿酸測定方法とそのダイヤモンド薄膜電極及び陽極酸化処理されたダイヤモンド薄膜電極を使用した尿酸測定センサと尿酸測定装置 |
JP2006078375A (ja) | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド電極およびその製造方法 |
JP2007139725A (ja) | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Keio Gijuku | 残留塩素測定方法及び残留塩素測定装置 |
WO2014077017A1 (ja) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 学校法人慶應義塾 | オゾン水濃度測定装置及びオゾン水濃度測定方法 |
JP2015039544A (ja) | 2013-08-22 | 2015-03-02 | 学校法人慶應義塾 | ダイヤモンドマイクロ電極を用いた生体内pH測定装置及び方法 |
JP2018529981A (ja) | 2015-08-07 | 2018-10-11 | フラウンホーファー・ユー・エス・エイ・インコーポレイテッドFraunhofer Usa, Inc. | 導電性ダイヤモンド電極で微量金属を検出するための装置および方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0743338B2 (ja) * | 1987-07-03 | 1995-05-15 | テルモ株式会社 | マルチセンサ |
JP3992832B2 (ja) * | 1997-07-14 | 2007-10-17 | イムラ・ジャパン株式会社 | ダイヤモンド電極を用いた複数被測定物質の濃度測定方法および濃度センサ |
-
2019
- 2019-11-01 WO PCT/JP2019/043000 patent/WO2020091033A1/ja active Application Filing
- 2019-11-01 JP JP2020554974A patent/JP7272565B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001147211A (ja) | 1999-05-28 | 2001-05-29 | Akira Fujishima | 陽極酸化処理されたダイヤモンド薄膜電極を使用した尿酸測定方法とそのダイヤモンド薄膜電極及び陽極酸化処理されたダイヤモンド薄膜電極を使用した尿酸測定センサと尿酸測定装置 |
JP2006078375A (ja) | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド電極およびその製造方法 |
JP2007139725A (ja) | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Keio Gijuku | 残留塩素測定方法及び残留塩素測定装置 |
WO2014077017A1 (ja) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 学校法人慶應義塾 | オゾン水濃度測定装置及びオゾン水濃度測定方法 |
JP2015039544A (ja) | 2013-08-22 | 2015-03-02 | 学校法人慶應義塾 | ダイヤモンドマイクロ電極を用いた生体内pH測定装置及び方法 |
JP2018529981A (ja) | 2015-08-07 | 2018-10-11 | フラウンホーファー・ユー・エス・エイ・インコーポレイテッドFraunhofer Usa, Inc. | 導電性ダイヤモンド電極で微量金属を検出するための装置および方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020091033A1 (ja) | 2020-05-07 |
JPWO2020091033A1 (ja) | 2021-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7272565B2 (ja) | 参照電極として導電性ダイヤモンド電極を有する三極電極、装置及び、電気化学的測定方法 | |
JP4734097B2 (ja) | 残留塩素測定方法及び残留塩素測定装置 | |
Bonfil et al. | Determination of sub-μg l− 1 concentrations of copper by anodic stripping voltammetry at the gold electrode | |
Baur et al. | Diffusion coefficients determined with microelectrodes | |
TWI830701B (zh) | 殘留氯測定方法及裝置、測定pH值之方法及裝置、測定機器之自動診斷方法以及連續測定方法 | |
JP6469687B2 (ja) | 電気化学センサ装置及び電気化学センシング方法 | |
JPH05503580A (ja) | 外部基準電極を有するポラログラフィー化学センサー | |
TWI506275B (zh) | Ozone water concentration measuring device and ozone water concentration determination method | |
GB2502516A (en) | Electrochemical sensor apparatus and method | |
Navratil et al. | Analytical application of silver composite electrode | |
Nei et al. | An improved Clark-type galvanic sensor for dissolved oxygen | |
JP2007212232A (ja) | 溶存オゾン濃度測定装置及び溶存オゾン濃度測定方法 | |
Baldo et al. | Lead and copper deposition from dilute solutions onto carbon disc microelectrodes. Assessment of quantification procedures by anodic stripping voltammetry | |
JP3703787B2 (ja) | 導電性ダイヤモンド電極を用いた被検物質濃度の測定方法およびそのための装置 | |
US4952300A (en) | Multiparameter analytical electrode structure and method of measurement | |
JP6814990B2 (ja) | 残留塩素測定方法及び残留塩素測定装置 | |
JP2008256604A (ja) | 溶存オゾン濃度測定装置及び溶存オゾン濃度測定方法 | |
US4798655A (en) | Multiparameter analytical electrode structure and method of measurement | |
Paixão et al. | Use of electrochemically pretreated glassy carbon electrodes as pH sensors in potentiometric titrations | |
JP5311501B2 (ja) | ホウ素ドープダイヤモンド電極を用いたpHの測定方法及び装置 | |
US2732335A (en) | glass | |
Meruva et al. | Potentiometric oxygen sensing with copper films: Response mechanism and analytical implications | |
JP5281481B2 (ja) | ヒ素イオンの電気化学的測定方法及び装置、並びに、試薬セット | |
WO2023074454A1 (ja) | 酸化還元酵素及び補酵素を含む反応系を用いた処理装置並びにその制御方法 | |
JP2005062133A (ja) | 残留塩素濃度測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220725 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230418 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7272565 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |