JPH041563A - オゾン検知素子およびその製造法 - Google Patents
オゾン検知素子およびその製造法Info
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- JPH041563A JPH041563A JP2101932A JP10193290A JPH041563A JP H041563 A JPH041563 A JP H041563A JP 2101932 A JP2101932 A JP 2101932A JP 10193290 A JP10193290 A JP 10193290A JP H041563 A JPH041563 A JP H041563A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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。
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
本発明は金属または金属酸化物のオゾンガス触探方解能
を利用したオゾンガス検知素子およびその製造方法に関
するものであム 従来の技術 オゾンガスはヨウ化カリと反応してＩｓを遊離し呈色す
ム このため分光光度計で吸光度を測定したり、チオ硫
酸ナトリウムで滴定してその濃度を測定することが可能
である力（インラインでの即時濃度測定は困難であム
機器によるオゾン濃度測定法は現在までに １）紫外線
吸収法２）化学発光法３）比色分析法４）電流測定法５
）ガス滴定法などが考案実用化されていも 紫外線吸収
法（よオゾンが紫外線領域の２５４ｎｍ付近に最大吸収
帯があることを利用してオゾン濃度を検知する方法であ
り最も一般的な方法であム 化学発光法Ｃヨ ある分
子とオゾンとが反応して化学発光する性質を利用したも
のであム オゾンはエチレンなどのオレフィン類と反応
して可視部へ メチルメルカプタンなどのイオウ化合物
と反応して紫外線部の光を発光すａ エチレンは発光ス
ペクトルが４５０ｎｍにピークを示し最も一般的に用い
られていも 比色分析法は 中性ヨウ化カリウムの吸収
液へオゾンを接触させるとヨウ素が遊離すム 遊離した
ヨウ素を３５２−３７０ｎｍの波長で吸光度測定しオゾ
ン濃度測定する。電流測定法６表 第８図に示す検出器
構成を有する。吸収液としての中性ヨウ化カリウム溶液
（５０）に一定電位を与えた一対の電極（５１）、（５
２）を挿入して水素ガスを発生させ、電極表面に水素被
膜を形成し分極状態にすム 被検ガスを入口（５３）か
ら導入すると、オゾンと吸収液とで反応生成したヨウ素
が電極表面の水素と反応してヨウ素酸に変わり電極表面
の水素皮膜が除かれ電流が再び流れ出し再分極によって
並行を保つようになム この時の分極電流がオゾン濃度
に比例し 連続的なオゾン濃度測定ができ＆、 （５
４）は被検ガス出ｎ （５５Ｌ（５６）はそれぞれ吸
収液の入口および出口で、（５７）、（５８）は検知器
ケースおよび電極支持体であムガス滴定法は低濃度オゾ
ンの測定用とし多く用いられている方法であり、−酸化
窒素とオゾンとの反応で二酸化窒素が生成することを利
用していもオゾン濃度は消費された一酸化窒素濃度の測
定及び、−酸化窒素とオゾンガスの流量の測定によ本発
明が解決しようとする課題 上記の従来オゾン測定法（よ 次のような問題点がある
。すなわ板 紫外線吸収法ｉｔ 試薬などの併用が不
要であり機器も小型である力（価格が高１、％ 化学
発光法１友 応答速度が速く共存ガスの影響を受けにく
い力（サンプルガスの流動変動による影響を受けやすく
、高価で安全に対する配慮を要すも 比色分析法（よ
環境大気のオゾン測定法として歴史がある力（オゾン以
外の酸化性物質に影響を受はメンテナンスが必要であム
電流測定法（よ 小型で低価格である力（共存ガスの
影響を受けやす（−ガス滴定法（瓜 連続測定が可能で
あり応答速度大である力（高純度の一酸化窒素ボンベが
必要であも このように従来のオゾン測定法（よ 測定のために試薬
サンプルガスを必要としたり、安全法価格 メンテナ
ンス 装置の大きさなど問題点が多部 特にオゾンの検
知を全固体て 即時に再現性良く、信頼性高く測定でき
る小型の検知素子は現在のところ皆無であも 本発明は上記問題点を解決し 小型で応答性のよい検知
素子を提供することを目的とす４課題を解決するための
手段 本発明（よ 上記の課題に鑑み考案されたもので、基体
と、この基体の上の、 オゾンガスを触媒分解する性質
を有する物質と、この物質と接する一対の導電性電極と
から構成されるオゾン検知素子である。
を利用したオゾンガス検知素子およびその製造方法に関
するものであム 従来の技術 オゾンガスはヨウ化カリと反応してＩｓを遊離し呈色す
ム このため分光光度計で吸光度を測定したり、チオ硫
酸ナトリウムで滴定してその濃度を測定することが可能
である力（インラインでの即時濃度測定は困難であム
機器によるオゾン濃度測定法は現在までに １）紫外線
吸収法２）化学発光法３）比色分析法４）電流測定法５
）ガス滴定法などが考案実用化されていも 紫外線吸収
法（よオゾンが紫外線領域の２５４ｎｍ付近に最大吸収
帯があることを利用してオゾン濃度を検知する方法であ
り最も一般的な方法であム 化学発光法Ｃヨ ある分
子とオゾンとが反応して化学発光する性質を利用したも
のであム オゾンはエチレンなどのオレフィン類と反応
して可視部へ メチルメルカプタンなどのイオウ化合物
と反応して紫外線部の光を発光すａ エチレンは発光ス
ペクトルが４５０ｎｍにピークを示し最も一般的に用い
られていも 比色分析法は 中性ヨウ化カリウムの吸収
液へオゾンを接触させるとヨウ素が遊離すム 遊離した
ヨウ素を３５２−３７０ｎｍの波長で吸光度測定しオゾ
ン濃度測定する。電流測定法６表 第８図に示す検出器
構成を有する。吸収液としての中性ヨウ化カリウム溶液
（５０）に一定電位を与えた一対の電極（５１）、（５
２）を挿入して水素ガスを発生させ、電極表面に水素被
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が電極表面の水素と反応してヨウ素酸に変わり電極表面
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並行を保つようになム この時の分極電流がオゾン濃度
に比例し 連続的なオゾン濃度測定ができ＆、 （５
４）は被検ガス出ｎ （５５Ｌ（５６）はそれぞれ吸
収液の入口および出口で、（５７）、（５８）は検知器
ケースおよび電極支持体であムガス滴定法は低濃度オゾ
ンの測定用とし多く用いられている方法であり、−酸化
窒素とオゾンとの反応で二酸化窒素が生成することを利
用していもオゾン濃度は消費された一酸化窒素濃度の測
定及び、−酸化窒素とオゾンガスの流量の測定によ本発
明が解決しようとする課題 上記の従来オゾン測定法（よ 次のような問題点がある
。すなわ板 紫外線吸収法ｉｔ 試薬などの併用が不
要であり機器も小型である力（価格が高１、％ 化学
発光法１友 応答速度が速く共存ガスの影響を受けにく
い力（サンプルガスの流動変動による影響を受けやすく
、高価で安全に対する配慮を要すも 比色分析法（よ
環境大気のオゾン測定法として歴史がある力（オゾン以
外の酸化性物質に影響を受はメンテナンスが必要であム
電流測定法（よ 小型で低価格である力（共存ガスの
影響を受けやす（−ガス滴定法（瓜 連続測定が可能で
あり応答速度大である力（高純度の一酸化窒素ボンベが
必要であも このように従来のオゾン測定法（よ 測定のために試薬
サンプルガスを必要としたり、安全法価格 メンテナ
ンス 装置の大きさなど問題点が多部 特にオゾンの検
知を全固体て 即時に再現性良く、信頼性高く測定でき
る小型の検知素子は現在のところ皆無であも 本発明は上記問題点を解決し 小型で応答性のよい検知
素子を提供することを目的とす４課題を解決するための
手段 本発明（よ 上記の課題に鑑み考案されたもので、基体
と、この基体の上の、 オゾンガスを触媒分解する性質
を有する物質と、この物質と接する一対の導電性電極と
から構成されるオゾン検知素子である。
また 二つの端子間に通電加熱したヒータとヒータ上の
金属または金属酸化物とからなり、金属または金属酸化
物がオゾンガスとの接触によりオゾンガスを触媒分解し
この時の金属または金属酸化物の電気抵抗値の変化ま
たは化学ポテンシャルの変化に起因する二つの端子間の
電気抵抗値の変化を検知するオゾン検知素子であム さらに 二つの端子間に通電加熱したヒータからなり、
ヒータがオゾンガスとの接触によりオゾンガスを触媒
分解し この時のヒータの電気抵仇または容量の変化を
検知するオゾン検知素子であまた 金属ヒータの表面に
金属の熱分解性塩の熱分解また（よ 金属イオンを含む
液の電解酸化により金属酸化物層を形成するオゾン検知
素子の製造法である。
金属または金属酸化物とからなり、金属または金属酸化
物がオゾンガスとの接触によりオゾンガスを触媒分解し
この時の金属または金属酸化物の電気抵抗値の変化ま
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電気抵抗値の変化を検知するオゾン検知素子であム さらに 二つの端子間に通電加熱したヒータからなり、
ヒータがオゾンガスとの接触によりオゾンガスを触媒
分解し この時のヒータの電気抵仇または容量の変化を
検知するオゾン検知素子であまた 金属ヒータの表面に
金属の熱分解性塩の熱分解また（よ 金属イオンを含む
液の電解酸化により金属酸化物層を形成するオゾン検知
素子の製造法である。
作用
本発明によればオゾンガスを触媒分解する性質を有する
物質がオゾンガスと接触したときの電気抵抗 電気容量
などの電気的性質の変化を測定してオゾンを検知するこ
とができるので、微小部に存在するオゾン量を連続的に
リアルタイムに測定することが可能になり、メノテナン
ヌ、安全法価格などの点からも優れたオゾン検知素子が
得られも 実施例 以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明
すも まず本発明の技術ポイントについて説明すも ｉ１！ｉｌｌ 二酸化マンガンのオゾン分解触媒能を
示す図であ翫 横軸は雰囲気温度、縦軸（戴 オゾンの
酸素への転化率すなわち浄化率であム この図かられか
るようへ 二酸化マンガンは室温から高温域に渡たる広
い範囲で高いオゾン分解触媒能力を有すム 第２図は本
発明のオゾン検知素子の代表例の感ガス部の断面模式図
であも 金属（１）の上の二酸化マンガン層（２）、と
金属（１）に通電するための電源（３）、金属の電気抵
抗測定器（４）とから基本的に構成されも オゾンガス
（５）が二酸化マンガン層（２）と接触すると第１図で
示したようにオゾンガスは触媒分解されも 二酸化マン
ガンの、ような固体とガスとの接触による触媒反応は両
者での電子の授受すなわち酸化還元反応がその素過程に
含まれも 半導体触媒である二酸化マンガン表面でオゾ
ンが酸素に分解される時は二酸化マンガンの電気抵抗が
変化すム この時の二酸化マンガン層の電気抵抗値の変
化や二酸化マンガンが担持されている金属の電気抵抗の
変化を測定することによってオゾン濃度を検知すること
ができも 特に 二酸化マンガンのオゾン分解触媒能は
高温においてより高くなることと、汚染ガス 異種ガス
などの測定値への影響を小さくするために金属の通電に
よる検知部の高温保持は有効である測定感度も向上すも
例えばタンタル金属に通電しその表面に生成した酸化
タンタル膜のオゾン分解触媒能を利用することも本発明
に含まれる。
物質がオゾンガスと接触したときの電気抵抗 電気容量
などの電気的性質の変化を測定してオゾンを検知するこ
とができるので、微小部に存在するオゾン量を連続的に
リアルタイムに測定することが可能になり、メノテナン
ヌ、安全法価格などの点からも優れたオゾン検知素子が
得られも 実施例 以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明
すも まず本発明の技術ポイントについて説明すも ｉ１！ｉｌｌ 二酸化マンガンのオゾン分解触媒能を
示す図であ翫 横軸は雰囲気温度、縦軸（戴 オゾンの
酸素への転化率すなわち浄化率であム この図かられか
るようへ 二酸化マンガンは室温から高温域に渡たる広
い範囲で高いオゾン分解触媒能力を有すム 第２図は本
発明のオゾン検知素子の代表例の感ガス部の断面模式図
であも 金属（１）の上の二酸化マンガン層（２）、と
金属（１）に通電するための電源（３）、金属の電気抵
抗測定器（４）とから基本的に構成されも オゾンガス
（５）が二酸化マンガン層（２）と接触すると第１図で
示したようにオゾンガスは触媒分解されも 二酸化マン
ガンの、ような固体とガスとの接触による触媒反応は両
者での電子の授受すなわち酸化還元反応がその素過程に
含まれも 半導体触媒である二酸化マンガン表面でオゾ
ンが酸素に分解される時は二酸化マンガンの電気抵抗が
変化すム この時の二酸化マンガン層の電気抵抗値の変
化や二酸化マンガンが担持されている金属の電気抵抗の
変化を測定することによってオゾン濃度を検知すること
ができも 特に 二酸化マンガンのオゾン分解触媒能は
高温においてより高くなることと、汚染ガス 異種ガス
などの測定値への影響を小さくするために金属の通電に
よる検知部の高温保持は有効である測定感度も向上すも
例えばタンタル金属に通電しその表面に生成した酸化
タンタル膜のオゾン分解触媒能を利用することも本発明
に含まれる。
次に本発明の具体的な実施例について述ベム（実施例−
１） 第３図に示すようへ 直径０．５ｍ１１１のニクロム線
（１０）の一部に硝酸マンガン水溶液を付着させこれを
熱分解して二酸化マンガン層（１１）とす・翫 ニクロ
ム線（１０）の端部（１２）に１オームの抵抗器（１３
）を接続しさらに直流電源（１４）を接続すム オゾン
測定時はニクロム線に通電し抵抗器（１３）の両端の電
位を電圧計（１５）で測定し その指示値の変化からオ
ゾン濃度を検知すａ 測定時の検知部の温度は３００℃
前後であム （実施例−２） 直径０．８ｍｚのタンタル線に通電して表面に酸化タン
タル膜を形成すａ タンタル線の両端から実施例−１と
同様にして電気信号を取り出し７オゾン濃度を測定する
。
１） 第３図に示すようへ 直径０．５ｍ１１１のニクロム線
（１０）の一部に硝酸マンガン水溶液を付着させこれを
熱分解して二酸化マンガン層（１１）とす・翫 ニクロ
ム線（１０）の端部（１２）に１オームの抵抗器（１３
）を接続しさらに直流電源（１４）を接続すム オゾン
測定時はニクロム線に通電し抵抗器（１３）の両端の電
位を電圧計（１５）で測定し その指示値の変化からオ
ゾン濃度を検知すａ 測定時の検知部の温度は３００℃
前後であム （実施例−２） 直径０．８ｍｚのタンタル線に通電して表面に酸化タン
タル膜を形成すａ タンタル線の両端から実施例−１と
同様にして電気信号を取り出し７オゾン濃度を測定する
。
（実施例−３）
第４図に示すアルミナ基板（２０）上に金の有機化合物
の印刷熱分解により一対の電極（２１）、（２２）を形
成すも この電極の上に白金の有機化合物の印刷熱分解
により白金膜（２３）を形成すも 電極（２１）、（２
２）間の電気抵抗の変化をオゾン濃度変化とする。
の印刷熱分解により一対の電極（２１）、（２２）を形
成すも この電極の上に白金の有機化合物の印刷熱分解
により白金膜（２３）を形成すも 電極（２１）、（２
２）間の電気抵抗の変化をオゾン濃度変化とする。
（実施例−４）
実施例−３と同じ構成だが第５図に示すようにアルミナ
を板（２５）の中に電気ヒータ（２６）を埋め込ん（実
施例−５） 第６図に示すように 活性炭をハニカム状に成型した成
型体（３０）と成型体（３０）上の集電電極（３１）、
（３２）とから構成される検知素子でオゾンガスはハニ
カム成型体（３０）中を通過しこのときの活性炭の電気
抵抗変化を集電電極からの抵抗測定で検知すム 以上の本発明の実施例の検知素子のオゾン検知特性を第
７図にしめす。図かられかるようにオゾン濃度の変化に
対して電気抵抗値が直線性良く変化していも 高温で加
熱して測定する場合は特に信頼性が高Ｌ〜 発明の効果 本発明によれば オゾン濃度の変化を小型の検知素子で
広い濃度範囲で即時に応答性良く検知することができも
またメンテナンス 安全法 価格などの点からも従来
の紫外線吸収式のものよりも格段に優れていも
を板（２５）の中に電気ヒータ（２６）を埋め込ん（実
施例−５） 第６図に示すように 活性炭をハニカム状に成型した成
型体（３０）と成型体（３０）上の集電電極（３１）、
（３２）とから構成される検知素子でオゾンガスはハニ
カム成型体（３０）中を通過しこのときの活性炭の電気
抵抗変化を集電電極からの抵抗測定で検知すム 以上の本発明の実施例の検知素子のオゾン検知特性を第
７図にしめす。図かられかるようにオゾン濃度の変化に
対して電気抵抗値が直線性良く変化していも 高温で加
熱して測定する場合は特に信頼性が高Ｌ〜 発明の効果 本発明によれば オゾン濃度の変化を小型の検知素子で
広い濃度範囲で即時に応答性良く検知することができも
またメンテナンス 安全法 価格などの点からも従来
の紫外線吸収式のものよりも格段に優れていも
第１図は 二酸化マンガンのオゾン触媒分解性能特性医
第２図は本発明の一実施例のオゾン検知素子の検知部
の断面模式医 第３図から第６図はそれぞれ本発明のオ
ゾン検知素子の異なる実施例の構成医 第７図は本発明
のオゾン検知素子の代表例の特性医 第８図は従来のオ
ゾン検知法の一例を示す図であム ト・金Ｊｉ、２・・二酸化マンガン、 ３・・電＃ ４
・・電気抵抗測定銖 ５・・オゾンガ入代理人の氏名
弁理士 粟野重孝 ほか１名２ρρ ５１贋／ ｏｃ １５オンンカ゛ス ３電５原 ＋ＩＥ−見セし１１疋瓢 ｊシン５，１７！Ｉ／ｆ木積２
第２図は本発明の一実施例のオゾン検知素子の検知部
の断面模式医 第３図から第６図はそれぞれ本発明のオ
ゾン検知素子の異なる実施例の構成医 第７図は本発明
のオゾン検知素子の代表例の特性医 第８図は従来のオ
ゾン検知法の一例を示す図であム ト・金Ｊｉ、２・・二酸化マンガン、 ３・・電＃ ４
・・電気抵抗測定銖 ５・・オゾンガ入代理人の氏名
弁理士 粟野重孝 ほか１名２ρρ ５１贋／ ｏｃ １５オンンカ゛ス ３電５原 ＋ＩＥ−見セし１１疋瓢 ｊシン５，１７！Ｉ／ｆ木積２
Claims (7)
- （１）基体と、この基体の上の、オゾンガスを触媒分解
する性質を有する物質と、この物質と接する一対の導電
性電極とから構成されるオゾン検知素子。 - （２）金属または金属の酸化物が、白金族元素、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｎｉ、アルカリ土類元素、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、カルコゲン元素、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃ、Ａｌから選ばれた元素また
はその酸化物であることを特徴とする請求項１記載のオ
ゾン検知素子。 - （３）オゾンガスを触媒分解する性質を有する物質を、
加熱する装置を具備したことをを特徴とする請求項１記
載のオゾン検知素子。 - （４）線状、板状、膜状のいずれかの形状の金属ヒータ
と、この上の、オゾンガスを触媒分解する性質を有する
物質とから構成されるオゾン検知素子。 - （５）二つの端子間に通電加熱したヒータとヒータ上の
金属または金属酸化物とからなり、金属または金属酸化
物がオゾンガスとの接触によりオゾンガスを触媒分解し
、この時の金属または金属酸化物の電気抵抗値の変化ま
たは化学ポテンシャルの変化に起因する二つの端子間の
電気抵抗値の変化を検知するオゾン検知素子。 - （６）二つの端子間に通電加熱した金属からなり、金属
またはこの金属の表面酸化物がオゾンガスとの接触によ
りオゾンガスを触媒分解し、この時の金属の電気抵抗、
または容量の変化を検知するオゾン検知素子。 - （７）金属の表面にこの金属または他の金属の熱分解性
塩の熱分解、この金属の陽極酸化、熱酸化、この金属の
イオンまたは他の金属のイオンを含む液の電解酸化、の
いずれかにより金属酸化物層を形成するオゾン検知素子
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101932A JPH041563A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | オゾン検知素子およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101932A JPH041563A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | オゾン検知素子およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH041563A true JPH041563A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14313688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2101932A Pending JPH041563A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | オゾン検知素子およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH041563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016537654A (ja) * | 2013-11-12 | 2016-12-01 | エルファウンドリー エッセ エッレ エッレ | 集積化ガスセンサ及びそれに関連する製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298149A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Shinkosumosu Denki Kk | 薄膜型オゾンセンサ |
| JPH01213562A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Osuto:Kk | オゾンガスセンサ |
| JPH01269042A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | オゾンセンサ |
| JPH02263146A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | オゾンセンサ |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP2101932A patent/JPH041563A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298149A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Shinkosumosu Denki Kk | 薄膜型オゾンセンサ |
| JPH01213562A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Osuto:Kk | オゾンガスセンサ |
| JPH01269042A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | オゾンセンサ |
| JPH02263146A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | オゾンセンサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016537654A (ja) * | 2013-11-12 | 2016-12-01 | エルファウンドリー エッセ エッレ エッレ | 集積化ガスセンサ及びそれに関連する製造方法 |
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