JPH02132358A - アルコール検知素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコール含有ガスからアルコールを選択性
良く検知するアルコール検知素子に関するものである。

〔従来の技術〕

アルコール含有ガスからアルコールを検知するためのア
ルコール検知素子は、既にいくつが開発されている。

例えば、特開昭５７　−　１１８１５１号には、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）、酸化クロム（Ｃｒ，０３）、酸
化珪素（ＳｉＯ■）および／または酸化チタン（Ｔｉ０
２）からなる検知材料を備えたアルコール検知素子が記
載されている。

また、特開昭６２−８４７号には、酸化スズ半導体素子
にアルカリ土類金属（１３ｅ．Ｍｇ．Ｃａ．　Ｓｒ．　
Ｂａ）の少なくとも一つを含む金属の酸化物を担持させ
た検知材料を備えたアルコール検知素子が記載されてい
る。

しかし、このような従来のアルコール検知素子は、アル
コールの選択性が不充分であり、また被検知ガス中に二
酸化炭素などが共存すると性能が低下するなどの問題点
がある。

アルコール検知素子の用途としては、アルコール燃焼排
ガス中のアルコール検知、飲酒後の呼気中のアルコール
検知等があるが、実用面においては、前者の場合には一
酸化炭素、水素等の共存ガスを検知しないこと、また後
者の場合には、共存する水分、二酸化炭素などによって
検知能力が低下しないことが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記問題点を解決するため、？検知ガ
ス中に水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水分等の他のガ
スが共存している場合にも、アルコールの選択的検知性
能に優れたアルコール検知素子を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、酸化スズと、周期律表の第ＩＩＩａ族に属す
る元素（Ｂ．　ＡＱ．　Ｇａ、Ｉｎ．　ＴＱ）から選ば
れる少なくとも一つの元素の酸化物とを含有する検知材
料を備えたことを特徴とするアルコール検知素子である
。

本発明で使用する酸化スズ（ＳｎＯ■）としては、市販
の粉末状の酸化スズでもよいし、また塩化スズ等のスズ
化合物を加水分解して合成した酸化スズでもよい。

本発明で使用する周期律表の第ＩＩＩａ族に属する元素
としては、Ｂ．　ＡＱ．　Ｇａ、ＩｎおよびＴｎがあげ
られる。これらの元素の酸化物としては、Ｂ２０３、Ａ
Ｉｌ２０３、Ｇａ２０３、■ｎ２０３、ＴＱ２０３など
がある。これらの酸化物は単独で、あるいは２種以上を
混合して使用してもよく、また複合酸化物を使用しても
よい。酸化物の添加量は、酸化スズに対して０．１〜３
０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。

本発明の検知材料となる酸化スズと第Ｈａ族元素の酸化
物との組成物は、両者を物理的に混合する方法のほかに
、両者を共沈させた後加熱処理（焼成）する共沈法、あ
るいは酸化スズに第ＩＩＩａ族元素の塩化物、硝酸化物
等の塩類水溶液を含浸さた後加熱処理する含浸法などに
より得ることができるが共沈法、含浸法などのように、
両者を混合状態で加熱処理して複合酸化物としたものが
好ましい。

本発明のアルコール検知素子は、上記のようにして得ら
れる酸化スズと第■ａ族元素の酸化物とを含有する検知
材料を備えたものである。アルコール検知素子の具体的
な構造としては、例えば白金等の電極を取り付けたアル
ミナチューブに酸化スズと第■ａ族元素の酸化物との混
合物を塗布したもの、酸化スズと第ＩＩＩａ族元素の酸
化物との混合物を薄膜状に成形したものなどがあげられ
る。

次に、本発明のアルコール検知素子の製造方法の一例を
具体的に説明する。まず、電極を取り付けたアルミナチ
ューブに酸化スズを薄く塗布し、４００ないし８００℃
で０．５ないし１０時間加熱処理を行う。次に加熱処理
したものを硝酸インジウム３水和物、硝酸アルミニウム
９水和物、硝酸ガリウム８水和物等の第■ａ族元素を含
む水溶液に浸漬する。この場合、第■ａ族元素は、その
酸化物として前記添加量の範囲内になるように含浸させ
る必要がある。最後に、４００ないし８００℃で０．５
ないし１０時間加熱処理を行い第ＩＩＩａ族元素を酸化
して目的とするアルコール検知素子を得る。

こうして得られるアルコール検知素子は検知装置に装着
してアルコールの検知を行う。

本発明のアルコール検知素子の作動温度は、２００ない
し７００℃、好ましくは３００ないし５００℃である。

このため検知装置においては、検知素子を上記温度とな
るように加熱した状態で、被検知ガスを導入しアルコー
ルの検知を行う。被検知ガスとしては、前述の燃焼排ガ
ス、飲酒後の呼気、作業環境ガスなど任意のガスがあり
、その温度は制限されない。低温のガスでも検知素子と
接触する時点で上記温度になっていればよいから、検知
装置において加熱することが可能である。

上記温度において被検知ガスが検知素子に接触すると、
アルコールが作用して、検知素子を通る電流、電圧、抵
抗値等が変動するため、これらを検出することにより、
アルコールの定量を行うことができる。具体的な測定法
としては、前記公知例に示されたブリッジ回路あるいは
電圧計、電流計等により電圧、電流等を測定することが
できる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、酸化スズに周期律表の第ＩＩＩａ族に
属する元素の酸化物を添加するようにしたので、従来の
ものに比べて、アルコールの選択的検知性能に優れ、し
かも水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水分等の共存ガス
の影響を受けないアルコール検知素子を得ることができ
る。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示すが、本発明は実施例の内容
に限定されるものではない。

？施例１ 微粉末状の酸化スズ（Ｓｎ０２：和光純薬■製）に水を
加えてペースト状にしたのち、電極を取付けたアルミナ
チューブに薄く塗布し、６００℃で０．５時間加熱処理
した。その表面に硝酸インジウム３水和物を溶解した水
溶液を、酸化インジウム含有量が２〜３重量％になる様
に含浸させた。乾燥後、６００℃で約３０分加熱処理し
てアルコール検知素子を得た。

得られた検知素子を第１図に示すような測定回路に組み
込んだ後、バランスガスとして空気をＩｎ／ｍｉｎの流
速で流し、これに被検知成分としてエタノール、または
比較成分としてＬＰＧをそれぞれ約５００ｐｐｍとなる
ようにパルス的に注入し、４００℃において電圧計によ
り電圧を測定した。第１図において、Ｅは電源、■は電
圧計、Ｒ■は検知素子、Ｒ２は抵抗である。そして被検
知成分注入時の電圧変動値と比較成分注入時の電圧変動
値との比を感度比として算出した。結果を表１に示す。

実施例２〜５ 実施例１において、硝酸インジウム３水和物を硝酸アル
ミニウム９水和物（実施例２）、硝酸ガリウム８水和物
（実施例３）、硝酸タリウム３水和物（実施例４）、あ
るいは酸化ホウ素（実施例５）に変更した以外は同一条
件で検知素子を作製し，感度測定を行った。結果を表１
に示す。

実施例６ 実施例１において測定温度を３００℃に変更した以外は
同一条件で感度測定を行った。結果を表１に示す。

実施例７，８ 実施例１において、エタノールをメタノール（実施例７
）、あるいはイソプロビルアルコール（実施例８）に変
更した以外は同一条件で感度測定を行った。結果を表１
に示す。

実施例９ 実施例１において、硝酸インジウム３水和物を硝酸イン
ジウムと硝酸タリウムの混合物を用いることに変更した
以外は同一条件で検知素子を作製し、感度測定を行った
。結果を表１に示す。

？施例１０〜１２ 実施例１において、ＬＰＧを水素（実施例１０）、酸化
炭素（実施例１１）、あるいはプロピレン（実施例１２
）に変更した以外は同一条件で感度測定を行った。結果
を表１に示す。

実施例１３ 実施例１において、市販の酸化スズの代わりに、四塩化
スズをアンモニア水を加えた水溶液で加水分解して合成
した酸化スズ（ＳｎＯ■）を用いた以外は、同一条件で
検知素子を作製し、感度測定を行った。

結果を表１に示す。

比較例１ 実施例１において、酸化インジウムを含浸させないで、
酸化スズ単独を用いて検知素子を作製し、感度測定を行
った。結果を表１に示す。

比較例２ 実施例１において、硝酸インジウム３水和物を硝酸カル
シウムに変更した以外は同一条件で検知素子を作製し、
感度測定を行った。結果を表１に示す。

表１ 傘１；被検知成分の電圧変動値／比較成分の電圧変動値

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で使用したアルコール検知素子を組み込
んだ測定回路の回路図である。 図中、Ｅは電源、■は電圧計、Ｒ■は検知素子、Ｒ２は
抵抗を示す。 代理人　弁理士　柳　原　　　成 ■：電瓜訂 Ｒ１　：　授矢口素ろー Ｒ２：ｊＮ抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化スズと、周期律表の第IIIａ族に属する元素
   （Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）から選ばれる少なくと
   も一つの元素の酸化物とを含有する検知材料を備えたこ
   とを特徴とするアルコール検知素子。