JP7304607B2 - 無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム - Google Patents
無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7304607B2 JP7304607B2 JP2018159514A JP2018159514A JP7304607B2 JP 7304607 B2 JP7304607 B2 JP 7304607B2 JP 2018159514 A JP2018159514 A JP 2018159514A JP 2018159514 A JP2018159514 A JP 2018159514A JP 7304607 B2 JP7304607 B2 JP 7304607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- metal body
- inorganic gas
- porous body
- sulfur dioxide
- 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
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
第1実施形態に係る無機ガス検出装置は、図1に示すように、金属体13と、金属体13に接する多孔質体15であって、測定対象の無機ガスと相互作用する多孔質体15と、金属体13に光を照射する光源20と、光を照射された金属体13における表面プラズモン共鳴による光の吸収を検出する検出器30と、を備える。金属体13と多孔質体15は、チップ10をなしている。金属体13は、例えば金(Au)及び銀(Ag)等からなり、好ましくはパターン構造を有する。
D=(A-B)/(A+B)
石英基板、石英基板上に配置された酸化ケイ素膜、及び酸化ケイ素膜上に正方格子上に配置された金からなるドットパターン構造を備えるチップを用意した。ドットパターン構造のぞれぞれのドットの厚さは50nm、直径は400nm、間隔は800nmであった。用意したチップを炉に入れ、室温から0.1時間で450℃まで昇温後、1時間450℃加熱した。次に、チップを10分間オゾン酸化処理し、さらにチップを5分間、75℃でアンモニア過水(NH3/H2O2/H2O=10/10/50mL)処理し、不純物を除去した。その後、チップを水ですすぎ、スピンコーター(Slope 0.1秒、回転数5000rpm、10秒)で乾燥させた。
実施例1と同様にドットパターン構造を備えるチップを用意し、チップを10分間オゾン酸化処理した。次に、チップを、1mmol/Lの濃度で11-メルカプト-1-ウンデカノール(MUD)を含むエタノール溶液に24時間室温で浸漬させた。その後、チップをエタノールで洗浄し、MUDの自己組織化単分子膜をチップのドットパターン構造上に形成させた。
実施例1と同様にドットパターン構造を備えるチップを用意し、チップを10分間オゾン酸化処理した。次に、チップを、1mmol/Lの濃度で16-メルカプトヘキサデカンカルボン酸(MHDA)を含む5%酢酸-エタノール溶液に24時間室温で浸漬させた。その後、チップを10%酢酸-エタノールで洗浄し、MHDAの自己組織化単分子膜をチップのドットパターン構造上に形成させた。
実施例1と同様にドットパターン構造を備えるチップを用意した。また、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)1.1gを蒸留水10mLに温めながら溶解し、硝酸を加え、pHを2に調整した。この溶液にテトラエトキシシラン(TEOS)5.35mLを室温で攪拌しながら加えた。室温で3時間程度攪拌することにより透明なメソポーラスシリカ前駆体溶液が得られた。ドットパターン構造を備えるチップをスピンコーターに固定し、調製したメソポーラスシリカ前駆体溶液をチップ上に数滴垂らし、回転速度5000rpmで30秒間チップを回転させ、ドットパターン構造上にメソポーラスシリカからなる多孔質体の薄膜を作製した。得られたメソポーラスシリカからなる多孔質体中に存在する界面活性剤を除去するため、多孔質体を電気炉中で450℃、1時間焼成した。昇温速度は20℃/分とした。
実施例4と同様にメソポーラスシリカからなる多孔質体を備えるチップを用意した。チップと、0.1mLの[3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン(DAPTMS)及び0.7mLのトルエンの混合溶液の入ったバイアルと、をテフロン(登録商標)容器に入れて密閉し、テフロン容器を150℃で3時間加熱した。DAPTMSは、下記化学式1に示すように、官能基としてジメチルアミノ基を有する。
実施例4と同様にメソポーラスシリカからなる多孔質体を備えるチップを用意した。チップと、0.1mLの3-アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)及び0.7mLのトルエンの混合溶液の入ったバイアルと、をテフロン容器に入れて密閉し、テフロン容器を150℃で3時間加熱した。APTMSは、下記化学式2に示すように、官能基としてアミノ基を有する。
第2実施形態に係る無機ガス検出システムは、図19及び図20に示すように、金属体と、金属体に接する多孔質体と、をそれぞれ備える複数の複合体50A、50B、50C、50Dと、複数の複合体50A、50B、50C、50Dのそれぞれに光を照射する光源20と、光を照射された複数の複合体50A、50B、50C、50Dのそれぞれにおける表面プラズモン共鳴による光の吸収を検出する検出器30と、を備える。
上記のように本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、実施形態では、ナノインプリントリソグラフィー法を用いたチップの製造方法を説明したが、電子線リソグラフィー法を用いてチップを製造してもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
Claims (11)
- 金属体と、
前記金属体に接する多孔質体であって、測定対象の硫化水素ガスと相互作用する多孔質体と、
前記金属体に光を照射する光源と、
前記光を照射された金属体における表面プラズモン共鳴による前記光の吸収を検出する検出器と、
を備え、
前記多孔質体がゼオライト型イミダゾレート構造体(ZIF)-8を含む、
5ppmの硫化水素ガスを検出可能な、硫化水素ガスの検出装置。 - 前記金属体における前記光の吸収スペクトルの変化を検出して、前記硫化水素ガスを検出する、請求項1に記載の硫化水素ガスの検出装置。
- 前記金属体がパターン構造をなしている、請求項1又は2に記載の硫化水素ガスの検出装置。
- 前記金属体における前記表面プラズモン共鳴による吸光度変化が生じる波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタをさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の硫化水素ガスの検出装置。
- 金属体と、
前記金属体に接する多孔質体であって、測定対象の二酸化硫黄ガスと相互作用する多孔質体と、
前記金属体に光を照射する光源と、
前記光を照射された金属体における表面プラズモン共鳴による前記光の吸収を検出する検出器と、
を備え、
前記多孔質体がNi(bdc)(ted)0.5を含み、bdcは1,4-ベンゼンジカルボン酸であり、tedはトリエチレンジアミンである、
10ppmの二酸化硫黄ガスを検出可能な、二酸化硫黄ガスの検出装置。 - 金属体と、
前記金属体に接する多孔質体であって、測定対象の二酸化硫黄ガスと相互作用する多孔質体と、
前記金属体に光を照射する光源と、
前記光を照射された金属体における表面プラズモン共鳴による前記光の吸収を検出する検出器と、
を備え、
前記多孔質体が[3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン(DAPTMS)で修飾されたメソポーラスシリカを含む、
二酸化硫黄ガスの検出装置。 - 金属体と、
前記金属体に接する多孔質体であって、測定対象の二酸化硫黄ガスと相互作用する多孔質体と、
前記金属体に光を照射する光源と、
前記光を照射された金属体における表面プラズモン共鳴による前記光の吸収を検出する検出器と、
を備え、
前記多孔質体が3-アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)で修飾されたメソポーラスシリカを含む、
二酸化硫黄ガスの検出装置。 - 金属体と、
前記金属体に接する多孔質体であって、測定対象の二酸化硫黄ガスと相互作用する多孔質体と、
前記金属体に光を照射する光源と、
前記光を照射された金属体における表面プラズモン共鳴による前記光の吸収を検出する検出器と、
を備え、
前記多孔質体がゼオライト型イミダゾレート構造体(ZIF)-8を含む、
二酸化硫黄ガスの検出装置。 - 前記金属体における前記光の吸収スペクトルの変化を検出して、前記二酸化硫黄ガスを検出する、請求項5から8のいずれか1項に記載の二酸化硫黄ガスの検出装置。
- 前記金属体がパターン構造をなしている、請求項5から9のいずれか1項に記載の二酸化硫黄ガスの検出装置。
- 前記金属体における前記表面プラズモン共鳴による吸光度変化が生じる波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタをさらに備える、請求項5から10のいずれか1項に記載の二酸化硫黄ガスの検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018159514A JP7304607B2 (ja) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018159514A JP7304607B2 (ja) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020034342A JP2020034342A (ja) | 2020-03-05 |
JP7304607B2 true JP7304607B2 (ja) | 2023-07-07 |
Family
ID=69667735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018159514A Active JP7304607B2 (ja) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7304607B2 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004028660A (ja) | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Horiba Ltd | 表面プラズモン共鳴化学センサを用いた流体成分測定装置 |
JP2014029288A (ja) | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd | 複合基板、局在型表面プラズモン共鳴センサー、その使用方法、及び検知方法 |
JP2014156434A (ja) | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Kansai Univ | 新規な複合粒子含有の機能性金属有機骨格材料 |
JP2017020957A (ja) | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 表面プラズモン共鳴測定装置及びそのチップ |
JP2017067692A (ja) | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 局在表面プラズモン共鳴センサ |
WO2017091779A1 (en) | 2015-11-27 | 2017-06-01 | The Regents Of The University Of California | Zeolitic imidazolate frameworks |
US20180195990A1 (en) | 2017-01-09 | 2018-07-12 | King Abdullah University Of Science And Technology | Gas sensors and methods of detecting gas |
-
2018
- 2018-08-28 JP JP2018159514A patent/JP7304607B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004028660A (ja) | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Horiba Ltd | 表面プラズモン共鳴化学センサを用いた流体成分測定装置 |
JP2014029288A (ja) | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd | 複合基板、局在型表面プラズモン共鳴センサー、その使用方法、及び検知方法 |
JP2014156434A (ja) | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Kansai Univ | 新規な複合粒子含有の機能性金属有機骨格材料 |
JP2017020957A (ja) | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 表面プラズモン共鳴測定装置及びそのチップ |
JP2017067692A (ja) | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 局在表面プラズモン共鳴センサ |
WO2017091779A1 (en) | 2015-11-27 | 2017-06-01 | The Regents Of The University Of California | Zeolitic imidazolate frameworks |
US20180195990A1 (en) | 2017-01-09 | 2018-07-12 | King Abdullah University Of Science And Technology | Gas sensors and methods of detecting gas |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Akshita Dutta et al.,Influence of Hydrogen Sulfide Exposure on the Transport and Structural Properties of the Metal-Organic Framework ZIF-8,The Journal of Physical Chemistry C,American Chemical Society,2018年03月09日,Vol.122, No,13,pp.7278-7287 |
Kui Tan et al.,Mechanism of Preferential Adsorption of SO2 into Two Microporous Paddle Wheel Frameworks M(bdc)(ted)0.5,Chemistry of Materials,American Chemical Society,2013年10月25日,Vol.25, No.23,pp.4653-4662 |
L. E. Kreno et al.,Metal-Organic Framework Thin Film for Enhanced Localized Surface Plasmon Resonance Gas Sensing,Analytical Chemistry,American Chemical Society,2010年09月14日,Vol.82,No.19,pp.8042-8046, Supporting Information |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020034342A (ja) | 2020-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | The role of metal–organic frameworks in electronic sensors | |
Shen et al. | Recent progress on MOF-based optical sensors for VOC sensing | |
Awual et al. | Functionalized novel mesoporous adsorbent for selective lead (II) ions monitoring and removal from wastewater | |
Baik et al. | Tin-oxide-nanowire-based electronic nose using heterogeneous catalysis as a functionalization strategy | |
Yuan et al. | Chip-level integration of covalent organic frameworks for trace benzene sensing | |
JP5204108B2 (ja) | 薄膜インジケータを有する、有機蒸気吸着剤保護装置 | |
Leopold et al. | Gold-coated silica as a preconcentration phase for the determination of total dissolved mercury in natural waters using atomic fluorescence spectrometry | |
JP2014514562A (ja) | 揮発性有機化合物の検出方法 | |
CA2705653A1 (en) | Humidity sensor and method of manufacturing the same | |
US8647884B2 (en) | Organic chemical sensor with microporous organosilicate material | |
Kanan et al. | Dual WO3 based sensors to selectively detect DMMP in the presence of alcohols | |
El-Safty et al. | Three-dimensional wormhole and ordered mesostructures and their applicability as optically ion-sensitive probe templates | |
Zhang et al. | Functional surface modification of natural cellulose substances for colorimetric detection and adsorption of Hg2+ in aqueous media | |
WO2008014455A2 (en) | Nanocomposite material for direct spectroscopic detection of chemical vapors | |
Brigo et al. | Silver nanoprism arrays coupled to functional hybrid films for localized surface plasmon resonance-based detection of aromatic hydrocarbons | |
JP2011514508A5 (ja) | 6価クロム(Cr6+)の光学的検出、定量あるいは無毒化装置の使用 | |
Tietze et al. | Parts-per-Million Detection of Volatile Organic Compounds via Surface Plasmon Polaritons and Nanometer-Thick Metal–Organic Framework Films | |
Chen et al. | Metal-organic-frameworks: low temperature gas sensing and air quality monitoring | |
JP5460113B2 (ja) | 局在表面プラズモン共鳴測定基板及び局在表面プラズモン共鳴センサ | |
JP7304607B2 (ja) | 無機ガス検出装置及び無機ガス検出システム | |
Gumilar et al. | The revelation of glucose adsorption mechanisms on hierarchical metal–organic frameworks using a surface plasmon resonance sensor | |
Islam et al. | Immobilization of ZnO thin films onto fibrous glass substrates via atomic layer deposition and investigation of photocatalytic activity | |
Meng et al. | Superhydrophobic Ag‐decorated CuO nanowire arrays with analyte‐concentrating and self‐cleaning binary functions for ultrasensitive and recyclable surface‐enhanced Raman scattering | |
Zhang et al. | Coconcentration/Colocation Effects of Quasi Fabry–Pérot Cavity Structure with Anti‐Interference Feature on Light and Analytes: Accurate Raman Detection of Hg2+ under Diverse Real Environments | |
JPWO2017188340A1 (ja) | 希薄ガス濃度測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210726 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20221228 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230412 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20230412 |
|
C11 | Written invitation by the commissioner to file amendments |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11 Effective date: 20230421 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230525 |
|
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: 20230613 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230620 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7304607 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |