JPH0587774A - 酸性ガス測定装置 - Google Patents
酸性ガス測定装置Info
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- JPH0587774A JPH0587774A JP3273427A JP27342791A JPH0587774A JP H0587774 A JPH0587774 A JP H0587774A JP 3273427 A JP3273427 A JP 3273427A JP 27342791 A JP27342791 A JP 27342791A JP H0587774 A JPH0587774 A JP H0587774A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸性度の低いガスの濃度を高い感度で電気化
学的に測定すること。 【構成】 水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及至マ
イナス７乗モル／リットル程度の電解液６を収容する容
器１に窓２を設けてガス透過性膜７により液封し、これ
の近傍に金属層９を配置して作用極を形成するともに、
対極となる金属電極１０を電解液６に浸漬する。金属層
９を酸化させる電位を印加して金属酸化物を形成させ、
ついでこの金属酸化物を還元させる電位を印加して、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる還元反応を生じさせ、このときの還元電流を測定値
とする。この還元反応は、水素イオン存在下で行われる
ので、作用極に印加する電位は水の電気分解が生じる電
位の絶対値よりも小さな値となり、このため水の電気分
解による影響を受けることがなく、したがって被検ガス
の濃度を迅速かつ高い感度で測定することができる。
学的に測定すること。 【構成】 水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及至マ
イナス７乗モル／リットル程度の電解液６を収容する容
器１に窓２を設けてガス透過性膜７により液封し、これ
の近傍に金属層９を配置して作用極を形成するともに、
対極となる金属電極１０を電解液６に浸漬する。金属層
９を酸化させる電位を印加して金属酸化物を形成させ、
ついでこの金属酸化物を還元させる電位を印加して、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる還元反応を生じさせ、このときの還元電流を測定値
とする。この還元反応は、水素イオン存在下で行われる
ので、作用極に印加する電位は水の電気分解が生じる電
位の絶対値よりも小さな値となり、このため水の電気分
解による影響を受けることがなく、したがって被検ガス
の濃度を迅速かつ高い感度で測定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体中に存在する酸性ガ
スを電気化学的に検出する技術に関する。
スを電気化学的に検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気化学的ガス検出器は、硫酸等の多量
のイオンを生じる強酸物質の電解液を収容した容器に、
窓を形成し、この窓に多孔質テフロン等のガス透過性膜
により液封するとともに、これの電解液側に白金黒から
なる作用極を形成し、この作用極に水が電解酸化される
電位よりも低く、かつ水が電解還元される電位よりも高
い、例えば０．５及至１ボルト（水素電極基準）程度の
電位を常時印加するように構成されている。この構成に
よれば電解液が電気分解しない電位で酸化、もしくは還
元される一酸化炭素や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等のガスは、
検出することが可能となるが、弗化水素（ＨＦ）や硝酸
（ＨＮＯ3）等のように酸化、還元のために必要とする
電位として水の電気分解が始る電位よりも貴側に大きな
電位、例えば１．２ボルト程度の電位を必要とする酸性
ガスにあっては、被検ガス濃度に比例して発生する電流
に、電気分解の電流が重畳されるてしまうため、使用が
不可能であったり、測定誤差が極めて大きくなるという
問題がある。
のイオンを生じる強酸物質の電解液を収容した容器に、
窓を形成し、この窓に多孔質テフロン等のガス透過性膜
により液封するとともに、これの電解液側に白金黒から
なる作用極を形成し、この作用極に水が電解酸化される
電位よりも低く、かつ水が電解還元される電位よりも高
い、例えば０．５及至１ボルト（水素電極基準）程度の
電位を常時印加するように構成されている。この構成に
よれば電解液が電気分解しない電位で酸化、もしくは還
元される一酸化炭素や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等のガスは、
検出することが可能となるが、弗化水素（ＨＦ）や硝酸
（ＨＮＯ3）等のように酸化、還元のために必要とする
電位として水の電気分解が始る電位よりも貴側に大きな
電位、例えば１．２ボルト程度の電位を必要とする酸性
ガスにあっては、被検ガス濃度に比例して発生する電流
に、電気分解の電流が重畳されるてしまうため、使用が
不可能であったり、測定誤差が極めて大きくなるという
問題がある。
【０００３】このような問題を解消するために、弗化水
素（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ3）のような酸性ガスを電気
化学的に検出する場合には、電解液にヨウ素イオン（Ｉ
-）とヨウ素酸イオン（ＩＯ3 -）を含む水溶液を用い、
ガス透過性膜を通過して電解液中に溶け込んだ酸性ガス
による水素イオンと電解液とを ６Ｈ+＋５Ｉ-＋ＩＯ3 -→３Ｉ2＋３Ｈ2Ｏ なる反応により、水の電気分解が始る電位よりも卑側の
電位で還元可能なヨウ素（Ｉ2）を遊離させ、このヨウ
素の還元に要する電流値を検出するようにしたガス検出
装置が用いられている。
素（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ3）のような酸性ガスを電気
化学的に検出する場合には、電解液にヨウ素イオン（Ｉ
-）とヨウ素酸イオン（ＩＯ3 -）を含む水溶液を用い、
ガス透過性膜を通過して電解液中に溶け込んだ酸性ガス
による水素イオンと電解液とを ６Ｈ+＋５Ｉ-＋ＩＯ3 -→３Ｉ2＋３Ｈ2Ｏ なる反応により、水の電気分解が始る電位よりも卑側の
電位で還元可能なヨウ素（Ｉ2）を遊離させ、このヨウ
素の還元に要する電流値を検出するようにしたガス検出
装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなヨウ素反応
を利用したガス検出器は、弗化水素（ＨＦ）、硝酸（Ｈ
ＮＯ3）のような強い酸性ガスに対しては、高い感度を
示すものの、被検ガスにより生じた水素イオンと電解液
とを反応させてヨウ素を生成させ、このヨウ素を還元す
るに必要な電流を測定値とするという２段階の反応工程
を利用する関係上、発生した水素イオンの充分な拡散を
待たねばならないから、応答速度が低く、またヨウ素を
生じるまでの過程で水素イオンが中和されてしまうた
め、二酸化炭素（ＣＯ2）等の弱酸性のガスに対する検
出感度が低いという問題がある。本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは被検出酸性ガスを作用極で還元、または酸化しよう
とすると、水の電気分解が発生してしまう以上に貴側、
もしくは卑側にシフトした電位を必要とする酸性ガスを
高い応答速度と高い感度で検出することができる新規な
電気化学的ガス検出器を提供することである。
を利用したガス検出器は、弗化水素（ＨＦ）、硝酸（Ｈ
ＮＯ3）のような強い酸性ガスに対しては、高い感度を
示すものの、被検ガスにより生じた水素イオンと電解液
とを反応させてヨウ素を生成させ、このヨウ素を還元す
るに必要な電流を測定値とするという２段階の反応工程
を利用する関係上、発生した水素イオンの充分な拡散を
待たねばならないから、応答速度が低く、またヨウ素を
生じるまでの過程で水素イオンが中和されてしまうた
め、二酸化炭素（ＣＯ2）等の弱酸性のガスに対する検
出感度が低いという問題がある。本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは被検出酸性ガスを作用極で還元、または酸化しよう
とすると、水の電気分解が発生してしまう以上に貴側、
もしくは卑側にシフトした電位を必要とする酸性ガスを
高い応答速度と高い感度で検出することができる新規な
電気化学的ガス検出器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、水素イオン濃度１０のマイ
ナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度の電解
液を収容する容器に窓を設けてガス透過性膜により液封
し、前記ガス透過性膜の電解液側に金属電極を設けて作
用極を形成するとともに、対極を電解液に浸漬し、前記
作用極にこれを構成している金属を酸化する電位と、酸
化された金属を還元する電位を交互に印加しつつ還元電
流を検出するようにした。
るために本発明においては、水素イオン濃度１０のマイ
ナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度の電解
液を収容する容器に窓を設けてガス透過性膜により液封
し、前記ガス透過性膜の電解液側に金属電極を設けて作
用極を形成するとともに、対極を電解液に浸漬し、前記
作用極にこれを構成している金属を酸化する電位と、酸
化された金属を還元する電位を交互に印加しつつ還元電
流を検出するようにした。
【０００６】
【作用】作用極を構成している金属電極に対して酸化電
位を印加すると、作用極が電気化学的に酸化されて金属
酸化物となる。ついで金属酸化物が金属に還元される電
位を印加すると、隔膜を透過して作用極と電解液の界面
に侵入した酸性ガスの濃度が高くなった時点で金属に戻
るという、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応が生じて酸性ガスの濃度に比例した還元電流が
流れるから、この電流を測定することにより酸性ガスの
濃度を知ることができる。
位を印加すると、作用極が電気化学的に酸化されて金属
酸化物となる。ついで金属酸化物が金属に還元される電
位を印加すると、隔膜を透過して作用極と電解液の界面
に侵入した酸性ガスの濃度が高くなった時点で金属に戻
るという、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応が生じて酸性ガスの濃度に比例した還元電流が
流れるから、この電流を測定することにより酸性ガスの
濃度を知ることができる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。図１は、本発明の一実施例を示すものであ
って、図中符号１は、対向する壁面に開口を穿設して窓
２が形成されたセルで、窓２を後述する隔膜４により封
止して電解液６を収容するように構成されている。４
は、窓２に液密に設けられた隔膜で、図２に示したよう
に多孔質弗素樹脂などガス透過性膜７を基体とし、その
電解液６に接する側には白金等の金属を蒸着、スパッタ
リング、焼成などの手法により金属層９が形成されてい
る。金属層９は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）やイリジウ
ム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、
オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔ
ｉ）等のように水素イオン濃度−電位曲線が単調に変化
するものの内の１つが使用されている。
て説明する。図１は、本発明の一実施例を示すものであ
って、図中符号１は、対向する壁面に開口を穿設して窓
２が形成されたセルで、窓２を後述する隔膜４により封
止して電解液６を収容するように構成されている。４
は、窓２に液密に設けられた隔膜で、図２に示したよう
に多孔質弗素樹脂などガス透過性膜７を基体とし、その
電解液６に接する側には白金等の金属を蒸着、スパッタ
リング、焼成などの手法により金属層９が形成されてい
る。金属層９は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）やイリジウ
ム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、
オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔ
ｉ）等のように水素イオン濃度−電位曲線が単調に変化
するものの内の１つが使用されている。
【０００８】電解液６は、０．１ミリモルの硫酸ナトリ
ウム等の水溶液からなり、その水素イオン濃度が１０の
マイナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度の
ほぼ中性領域となるものが使用されている。
ウム等の水溶液からなり、その水素イオン濃度が１０の
マイナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度の
ほぼ中性領域となるものが使用されている。
【０００９】１５は測定回路で、図３に示したように作
用極となる金属層９と基準極１１との間に０．９及至
１．２ボルトの酸化電位を所定時間、例えば３分間印加
し、次いで０．４ボルト程度の酸化白金が還元される程
度の電位に低下させ、この還元電位が印加されている状
態で作用極となる金属層９と対極５との間に流れる還元
電流を測定するように構成されている。なお、図中符号
１２は、隔膜取り付け枠を示す。
用極となる金属層９と基準極１１との間に０．９及至
１．２ボルトの酸化電位を所定時間、例えば３分間印加
し、次いで０．４ボルト程度の酸化白金が還元される程
度の電位に低下させ、この還元電位が印加されている状
態で作用極となる金属層９と対極５との間に流れる還元
電流を測定するように構成されている。なお、図中符号
１２は、隔膜取り付け枠を示す。
【００１０】この実施例において、第１の工程Ｔ１にお
いて作用極を構成している白金の金属層９が酸化される
ように、金属層９と基準極１１に酸化電位を所定時間、
この実施例では３分間印加すると、金属層９は電解液６
と電位の作用の下で酸化されてその表面に酸化白金（Ｐ
ｔＯ）の膜が形成される。この工程では、電解液の電気
分解が発生することにはなるが、このときの電流値を測
定する必要がないので、ガス濃度の測定に何等影響はな
い。
いて作用極を構成している白金の金属層９が酸化される
ように、金属層９と基準極１１に酸化電位を所定時間、
この実施例では３分間印加すると、金属層９は電解液６
と電位の作用の下で酸化されてその表面に酸化白金（Ｐ
ｔＯ）の膜が形成される。この工程では、電解液の電気
分解が発生することにはなるが、このときの電流値を測
定する必要がないので、ガス濃度の測定に何等影響はな
い。
【００１１】次いで第２の工程Ｔ２において作用極とな
る金属層９と基準極１１との間の電位を還元電位まで低
下させると、隔膜４を透過した酸性ガスが金属層９と電
解液６との界面で水素イオンを発生し、この水素イオン
が金属層９の表面に形成された酸化白金を、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応により還元するから、作用極となる金属層９と
対極５との間に電流が発生することになる。言うまでも
なく、この還元工程では、作用極となる金属層９に印加
される電位は、０．５ボルトと水の電解酸化が始る電位
１．２ボルトよりも卑側で、かつ水の電解還元が始る電
位、マイナス１．２ボルトよりも貴側で、しかも電流の
大きさは水素イオンの濃度に比例し、また水素イオンは
隔膜７を透過した酸性ガスの濃度に比例するから、還元
電流を測定することにより酸性ガスの濃度を正確に知る
ことができる。この反応は、作用極を構成している金属
層９の表面で生じるため、被検ガスにより生じた水素イ
オンが電解液中６に拡散することがなく、したがって侵
入した被検ガスによる水素イオン数が測定電流の値に有
効に反映されることになる。また被検ガスにより発生し
た水素イオンを消費しながら測定を行うから、電解液中
への被検ガスの残留がなく、極めて高い応答特性を示す
ことになる。以下、第１の工程Ｔ１と第２の工程Ｔ２を
交互に繰り返すことにより連続的に酸性ガスの濃度を測
定することができる。
る金属層９と基準極１１との間の電位を還元電位まで低
下させると、隔膜４を透過した酸性ガスが金属層９と電
解液６との界面で水素イオンを発生し、この水素イオン
が金属層９の表面に形成された酸化白金を、 ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応により還元するから、作用極となる金属層９と
対極５との間に電流が発生することになる。言うまでも
なく、この還元工程では、作用極となる金属層９に印加
される電位は、０．５ボルトと水の電解酸化が始る電位
１．２ボルトよりも卑側で、かつ水の電解還元が始る電
位、マイナス１．２ボルトよりも貴側で、しかも電流の
大きさは水素イオンの濃度に比例し、また水素イオンは
隔膜７を透過した酸性ガスの濃度に比例するから、還元
電流を測定することにより酸性ガスの濃度を正確に知る
ことができる。この反応は、作用極を構成している金属
層９の表面で生じるため、被検ガスにより生じた水素イ
オンが電解液中６に拡散することがなく、したがって侵
入した被検ガスによる水素イオン数が測定電流の値に有
効に反映されることになる。また被検ガスにより発生し
た水素イオンを消費しながら測定を行うから、電解液中
への被検ガスの残留がなく、極めて高い応答特性を示す
ことになる。以下、第１の工程Ｔ１と第２の工程Ｔ２を
交互に繰り返すことにより連続的に酸性ガスの濃度を測
定することができる。
【００１２】図４は、上述した装置を用いて酸化電位Ｖ
2を１．２ボルトとして３分間印加し、また還元電位Ｖ1
を０．４ボルトに設定して二酸化炭素を試料としたとき
の電流変化を示すものであって、図中Ｉは二酸化炭素が
存在しないときを、ＩＩは二酸化炭素の濃度が１０００
ｐｐｍのときを、ＩＩＩは２０００ｐｐｍのときを、Ｉ
Ｖは３０００ｐｐｍのときをそれぞれ示しており、図か
ら明らかなように還元電圧０．４ボルト時における還元
電流Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4の大きさが二酸化炭素の濃度に
比例している。この実施例によれば常に作用極となる金
属層９に一定量の酸化白金膜を形成してから測定動作に
移るので、活性度が一定した酸化白金によりガス濃度を
測定できて信頼性の高い測定結果を得ることができる。
2を１．２ボルトとして３分間印加し、また還元電位Ｖ1
を０．４ボルトに設定して二酸化炭素を試料としたとき
の電流変化を示すものであって、図中Ｉは二酸化炭素が
存在しないときを、ＩＩは二酸化炭素の濃度が１０００
ｐｐｍのときを、ＩＩＩは２０００ｐｐｍのときを、Ｉ
Ｖは３０００ｐｐｍのときをそれぞれ示しており、図か
ら明らかなように還元電圧０．４ボルト時における還元
電流Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4の大きさが二酸化炭素の濃度に
比例している。この実施例によれば常に作用極となる金
属層９に一定量の酸化白金膜を形成してから測定動作に
移るので、活性度が一定した酸化白金によりガス濃度を
測定できて信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【００１３】図５は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、図中符号２１は、壁面に窓２２が形成されたセ
ルで、窓２２が後述する隔膜２４により封止され、０．
１ミリモルの硫酸ナトリウム等の水素イオン濃度が１０
のマイナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度
のほぼ中性領域となる電解液を収容するように構成され
ている。２４は、窓２２に液密に設けられた隔膜で、図
６に示したように多孔質弗素樹脂などガス透過性膜２７
を基体とし、電解液に接する側には酸化白金等の金属酸
化物を蒸着したり、スパッタリングしたり、さらには酸
化白金の粉末を粘結剤により塗布した後、焼成する等の
手法により金属酸化物層２９が形成されている。３５は
測定回路で、作用極となる金属酸化物層２９と基準極３
１との間に０．２及至０．５ボルト程度の水素イオン存
在下で金属酸化物を還元できる電圧を印加しながら、金
属酸化物層２９と対極３０との間に発生する還元電流を
測定できるように構成されている。
あって、図中符号２１は、壁面に窓２２が形成されたセ
ルで、窓２２が後述する隔膜２４により封止され、０．
１ミリモルの硫酸ナトリウム等の水素イオン濃度が１０
のマイナス１０乗及至マイナス７乗モル／リットル程度
のほぼ中性領域となる電解液を収容するように構成され
ている。２４は、窓２２に液密に設けられた隔膜で、図
６に示したように多孔質弗素樹脂などガス透過性膜２７
を基体とし、電解液に接する側には酸化白金等の金属酸
化物を蒸着したり、スパッタリングしたり、さらには酸
化白金の粉末を粘結剤により塗布した後、焼成する等の
手法により金属酸化物層２９が形成されている。３５は
測定回路で、作用極となる金属酸化物層２９と基準極３
１との間に０．２及至０．５ボルト程度の水素イオン存
在下で金属酸化物を還元できる電圧を印加しながら、金
属酸化物層２９と対極３０との間に発生する還元電流を
測定できるように構成されている。
【００１４】この実施例において、金属酸化物層２９と
基準極３１との間に作用極となる金属酸化物、この実施
例では酸化白金が還元される電位を印加した状態で、隔
膜２４に酸性ガスを供給すると、酸性ガスはガス透過性
膜２７を透過して作用極となる金属酸化物層２９と電解
液２６との界面で水素イオンを発生する。この水素イオ
ンは、作用極を構成している金属酸化物層２９に作用し
て ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応により金属酸化物層２９を金属に還元させ、こ
れにともなって対極３０との間に酸性ガスの濃度に比例
した電流を発生させる。この反応は、作用極を構成して
いる金属酸化物層２９の表面で生じるため、被検ガスに
より生じた水素イオンが電解液中２６に拡散することが
なく、したがって侵入した被検ガスによる水素イオン数
が測定電流の値に有効に反映されることになる。
基準極３１との間に作用極となる金属酸化物、この実施
例では酸化白金が還元される電位を印加した状態で、隔
膜２４に酸性ガスを供給すると、酸性ガスはガス透過性
膜２７を透過して作用極となる金属酸化物層２９と電解
液２６との界面で水素イオンを発生する。この水素イオ
ンは、作用極を構成している金属酸化物層２９に作用し
て ＰｔＯ＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｐｔ＋Ｈ2Ｏ なる反応により金属酸化物層２９を金属に還元させ、こ
れにともなって対極３０との間に酸性ガスの濃度に比例
した電流を発生させる。この反応は、作用極を構成して
いる金属酸化物層２９の表面で生じるため、被検ガスに
より生じた水素イオンが電解液中２６に拡散することが
なく、したがって侵入した被検ガスによる水素イオン数
が測定電流の値に有効に反映されることになる。
【００１５】言うまでもなく、作用極となる金属酸化物
層２９に印加される電位は、水の電気分解が始る電位
１．２ボルトよりも卑側の０．５ボルトであり、しかも
発生する水素イオンの個数が酸性ガスの濃度に比例する
ので、水の電気分解による影響を受けることが無く、従
って還元電流の大きさを測定することにより酸性ガスの
濃度を知ることができる。また被検ガスにより発生した
水素イオンを消費しながら測定を行うから、電解液中へ
の被検ガスの残留がなく、極めて高い応答特性を示すこ
とになる。このとき、作用極を構成している金属酸化物
が金属に還元されるが、金属酸化物は大量に存在するか
ら、長期間の測定に対しても充分に対応することが可能
であるし、また休止時には前述の実施例と同様に酸化電
位を印加することにより、還元された金属を再酸化させ
ることにより半永久的な使用が可能となる。この実施例
によれば酸化電位を印加する必要がないので、酸性ガス
を連続測定することができるばかりでなく、測定回路の
簡素化を図ることができる。
層２９に印加される電位は、水の電気分解が始る電位
１．２ボルトよりも卑側の０．５ボルトであり、しかも
発生する水素イオンの個数が酸性ガスの濃度に比例する
ので、水の電気分解による影響を受けることが無く、従
って還元電流の大きさを測定することにより酸性ガスの
濃度を知ることができる。また被検ガスにより発生した
水素イオンを消費しながら測定を行うから、電解液中へ
の被検ガスの残留がなく、極めて高い応答特性を示すこ
とになる。このとき、作用極を構成している金属酸化物
が金属に還元されるが、金属酸化物は大量に存在するか
ら、長期間の測定に対しても充分に対応することが可能
であるし、また休止時には前述の実施例と同様に酸化電
位を印加することにより、還元された金属を再酸化させ
ることにより半永久的な使用が可能となる。この実施例
によれば酸化電位を印加する必要がないので、酸性ガス
を連続測定することができるばかりでなく、測定回路の
簡素化を図ることができる。
【００１６】なお、上述の実施例においては作用極を酸
化白金により構成した場合について説明したが、水素イ
オン濃度とともにほぼ直線的に変化するルテニウム（Ｒ
ｕ）、金（Ａｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム
（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、チ
タン（Ｔi）などのように水素イオン濃度−電位曲線が
単調に変化する金属の酸化物を用いても同様の作用を奏
することを確認した。
化白金により構成した場合について説明したが、水素イ
オン濃度とともにほぼ直線的に変化するルテニウム（Ｒ
ｕ）、金（Ａｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム
（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、チ
タン（Ｔi）などのように水素イオン濃度−電位曲線が
単調に変化する金属の酸化物を用いても同様の作用を奏
することを確認した。
【００１７】また上述の実施例においては、基準極を備
えた３極式のものに例を採って説明したが、対極と基準
極とを一体とした２極式に構成しても基本的には同様の
作用を奏することは明らかである。さらに上述の実施例
においては、作用極を構成する金属層、及び金属酸化物
をガス透過性膜に一体的に形成しているが、図７に示し
たように容器の窓４０を封止するガス透過性膜４１に対
向させて作用極となる金属４２や、金属酸化物４３をこ
れら両者間に電解液が浸透可能な間隙を持たせて配置す
るようにしても同様の作用を奏することは明らかであ
る。この実施例によれば、ガス透過性膜と作用極とを別
体として構成できるので、ガス透過性膜に金属層や、金
属酸化物層を形成する工程が不要となって製造工程の簡
素化を図ることができる。
えた３極式のものに例を採って説明したが、対極と基準
極とを一体とした２極式に構成しても基本的には同様の
作用を奏することは明らかである。さらに上述の実施例
においては、作用極を構成する金属層、及び金属酸化物
をガス透過性膜に一体的に形成しているが、図７に示し
たように容器の窓４０を封止するガス透過性膜４１に対
向させて作用極となる金属４２や、金属酸化物４３をこ
れら両者間に電解液が浸透可能な間隙を持たせて配置す
るようにしても同様の作用を奏することは明らかであ
る。この実施例によれば、ガス透過性膜と作用極とを別
体として構成できるので、ガス透過性膜に金属層や、金
属酸化物層を形成する工程が不要となって製造工程の簡
素化を図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及至マイナス７乗
モル／リットル程度の電解液を収容する容器に窓を設け
てガス透過性膜により液封し、ガス透過性膜の電解液側
に金属電極を配置して作用極を形成するとともに、対極
を電解液に浸漬し、作用極の金属酸化物を還元する電位
を印加しつつ還元電流を検出するようにしたので、ガス
透過性膜を通過した酸性ガスに起因して発生した水素イ
オンの存在下で金属酸化物を還元することができて水の
電気分解開始電位の絶対値よりも小さな電位を印加する
だけで被検ガスの濃度に比例した電気信号を得ることが
可能となり、しかも作用極上での直接反応を利用するか
ら、被検ガスの電解液中への拡散による感度の低下がな
く、したがって還元電位が水の電気分解よりも高く、し
かも酸性度の小さな二酸化炭素をも高い感度で検出する
ことができるばかりでなく、電解液に強酸を必要としな
いため取扱の簡素化を図ることができる。
水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及至マイナス７乗
モル／リットル程度の電解液を収容する容器に窓を設け
てガス透過性膜により液封し、ガス透過性膜の電解液側
に金属電極を配置して作用極を形成するとともに、対極
を電解液に浸漬し、作用極の金属酸化物を還元する電位
を印加しつつ還元電流を検出するようにしたので、ガス
透過性膜を通過した酸性ガスに起因して発生した水素イ
オンの存在下で金属酸化物を還元することができて水の
電気分解開始電位の絶対値よりも小さな電位を印加する
だけで被検ガスの濃度に比例した電気信号を得ることが
可能となり、しかも作用極上での直接反応を利用するか
ら、被検ガスの電解液中への拡散による感度の低下がな
く、したがって還元電位が水の電気分解よりも高く、し
かも酸性度の小さな二酸化炭素をも高い感度で検出する
ことができるばかりでなく、電解液に強酸を必要としな
いため取扱の簡素化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置の構成図である。
【図２】同上装置における隔膜の構造を示す断面図であ
る。
る。
【図３】同上装置の作用極と対極に印加する電位の変化
を示す線図である。
を示す線図である。
【図４】同上装置により酸性ガスを測定した結果を示す
線図である。
線図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】同上装置における隔膜の構造を示す断面図であ
る。
る。
【図７】本発明における他の実施例を示す構成図であ
る。
る。
１ セル ２ 窓 ４ 隔膜 ５ 対極 ６ 電解液 ７ ガス透過性膜 ９ 作用極となる金属層 １１ 基準極
Claims (4)
- 【請求項１】 水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及
至マイナス７乗モル／リットル程度の電解液を収容する
容器に窓を設けてガス透過性膜により液封し、前記ガス
透過性膜の電解液側に金属電極を設けて作用極を形成す
るとともに、対極を電解液に浸漬し、前記作用極にこれ
を構成している金属を酸化する電位と、酸化された金属
を還元する電位を交互に印加しつつ還元電流を検出する
酸性ガス測定装置。 - 【請求項２】 前記作用極を構成する金属層は、白金
（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、オスミウ
ム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びチタン（Ｔｉ）の内の１
つである請求項１の酸性ガス測定装置。 - 【請求項３】 水素イオン濃度１０のマイナス１０乗及
至マイナス７乗モル／リットル程度の電解液を収容する
容器に窓を設けてガス透過性膜により液封し、前記ガス
透過性膜の電解液側に金属酸化物電極を設けて作用極を
形成するとともに、対極を前記電解液に浸漬し、前記作
用極にこれを構成している金属酸化物を還元する電位を
印加しつつ還元電流を検出する酸性ガス測定装置。 - 【請求項４】 前記作用極を構成する金属酸化物層は、
白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、オス
ミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びチタン（Ｔｉ）の酸化物
の内の１つである請求項３の酸性ガス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273427A JP3025076B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 酸性ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273427A JP3025076B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 酸性ガス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587774A true JPH0587774A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3025076B2 JP3025076B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=17527752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273427A Expired - Lifetime JP3025076B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 酸性ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025076B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004271234A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Riken Keiki Co Ltd | 定電位電解式酸性ガス検出器 |
| JP2004317395A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Riken Keiki Co Ltd | 電気化学式塩素センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101975545B (zh) * | 2010-09-14 | 2012-08-08 | 华南理工大学 | 一种检测金属表面膜层的方法 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3273427A patent/JP3025076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004271234A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Riken Keiki Co Ltd | 定電位電解式酸性ガス検出器 |
| JP2004317395A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Riken Keiki Co Ltd | 電気化学式塩素センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3025076B2 (ja) | 2000-03-27 |
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