JPH09274032A - 二酸化窒素ガス検出法および検出材料 - Google Patents
二酸化窒素ガス検出法および検出材料Info
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- JPH09274032A JPH09274032A JP16732896A JP16732896A JPH09274032A JP H09274032 A JPH09274032 A JP H09274032A JP 16732896 A JP16732896 A JP 16732896A JP 16732896 A JP16732896 A JP 16732896A JP H09274032 A JPH09274032 A JP H09274032A
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、小型化、高感度化、高蓄積容
量化、後処理および測定簡易化を解決するＮＯ2 ガス検
出法および検出材料を提供することにある。 【解決手段】本発明のＮＯ2 ガス検出法は、ＮＯ2 ガス
を、透明な吸着剤である多孔体のＮＯ2 検出用試験片３
の孔中に導入または吸着した検知剤と反応させた後、分
光光度計により検知剤透過の可視ＵＶ吸収スペクトルを
測定し、ＮＯ2 の量を検出することを特徴とする。
量化、後処理および測定簡易化を解決するＮＯ2 ガス検
出法および検出材料を提供することにある。 【解決手段】本発明のＮＯ2 ガス検出法は、ＮＯ2 ガス
を、透明な吸着剤である多孔体のＮＯ2 検出用試験片３
の孔中に導入または吸着した検知剤と反応させた後、分
光光度計により検知剤透過の可視ＵＶ吸収スペクトルを
測定し、ＮＯ2 の量を検出することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の有害ガス
であるＮＯ2 を導入または吸着・反応させて濃度を測定
するＮＯ2 ガス検出法および検出材料に関するものであ
る。
であるＮＯ2 を導入または吸着・反応させて濃度を測定
するＮＯ2 ガス検出法および検出材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＳＯ2 ，ＮＯx による環境への影
響が問題とされている。ＳＯ2 ，ＮＯx は化石燃料の燃
焼により発生し、酸性雨や光化学スモッグの原因となっ
ている。日本ではこれらの汚染物質について環境基準が
設定され、各地で常時監視局での自動測定法によるガス
濃度測定が行われている。これらのガス濃度測定器は数
ｐｐｂの微量なガスの測定が可能であるが、高価で且つ
メンテナンスを必要とする。また、自動測定する場合に
は電力等膨大な経費がかかる上、電源や設置場所の確保
が必要である等制約が多い。しかし、ガス濃度の分布調
査や地球環境影響評価を精度良く行うためには、観測点
を多くし全国規模で環境の監視を行う必要がある。その
ために、安価、小型、且つ使い方が簡便なガスセンサー
或いは簡易測定法（あるいはモニタリング装置）を１週
間、１カ月、および１年等の長期間の蓄積的なデータを
取るために利用することが考えられる。
響が問題とされている。ＳＯ2 ，ＮＯx は化石燃料の燃
焼により発生し、酸性雨や光化学スモッグの原因となっ
ている。日本ではこれらの汚染物質について環境基準が
設定され、各地で常時監視局での自動測定法によるガス
濃度測定が行われている。これらのガス濃度測定器は数
ｐｐｂの微量なガスの測定が可能であるが、高価で且つ
メンテナンスを必要とする。また、自動測定する場合に
は電力等膨大な経費がかかる上、電源や設置場所の確保
が必要である等制約が多い。しかし、ガス濃度の分布調
査や地球環境影響評価を精度良く行うためには、観測点
を多くし全国規模で環境の監視を行う必要がある。その
ために、安価、小型、且つ使い方が簡便なガスセンサー
或いは簡易測定法（あるいはモニタリング装置）を１週
間、１カ月、および１年等の長期間の蓄積的なデータを
取るために利用することが考えられる。
【０００３】現在、半導体ガスセンサー、固体電解質ガ
スセンサー、電気化学式ガスセンサー、水晶発振式ガス
センサーなど幅広く開発が進んでいる。しかし、これら
は短時間での応答を評価するために開発されたものであ
ってデータの蓄積が必要な監視用に開発されたものは少
ない。また、検出感度が１ｐｐｍ程度であるために実環
境の濃度（例えばＮＯx では約１０ｐｐｂ）には対処で
きない。
スセンサー、電気化学式ガスセンサー、水晶発振式ガス
センサーなど幅広く開発が進んでいる。しかし、これら
は短時間での応答を評価するために開発されたものであ
ってデータの蓄積が必要な監視用に開発されたものは少
ない。また、検出感度が１ｐｐｍ程度であるために実環
境の濃度（例えばＮＯx では約１０ｐｐｂ）には対処で
きない。
【０００４】検知管式気体測定器を使う方法について
も、その場での短時間での測定を目的として開発された
ものであり、蓄積的な使用は難しい。さらに、測定者が
現場に行かなければならないこと、および色を読みとる
際に個人差がでる等の問題がある。
も、その場での短時間での測定を目的として開発された
ものであり、蓄積的な使用は難しい。さらに、測定者が
現場に行かなければならないこと、および色を読みとる
際に個人差がでる等の問題がある。
【０００５】一般的な簡易測定法としてはポンプにより
空気を取り込み、ＮＯ2 ガスをサンプリングバッグに直
接捕集（直接捕集法）、固体の吸着剤で捕集（固体捕集
法）、或いは吸収液中に捕集（液体捕集法）し、集めた
ガスをガスクロマトグラフィで分析する方法が一般的で
ある。しかし、いずれの方法もサンプルだけでなくポン
プ等周辺機器の運搬が必要となる。直接捕集法について
は、サンプリングバッグの大きさに限りがあるために、
蓄積することが難しい。固体捕集法および液体捕集法に
ついては、捕集したガスを分析するための処理が必要等
の問題がある。
空気を取り込み、ＮＯ2 ガスをサンプリングバッグに直
接捕集（直接捕集法）、固体の吸着剤で捕集（固体捕集
法）、或いは吸収液中に捕集（液体捕集法）し、集めた
ガスをガスクロマトグラフィで分析する方法が一般的で
ある。しかし、いずれの方法もサンプルだけでなくポン
プ等周辺機器の運搬が必要となる。直接捕集法について
は、サンプリングバッグの大きさに限りがあるために、
蓄積することが難しい。固体捕集法および液体捕集法に
ついては、捕集したガスを分析するための処理が必要等
の問題がある。
【０００６】吸引等が必要でない簡便なモニタリングの
方法として、環境測定用の受動式（パッシブ）サンプラ
ーの利用が注目されている。ＮＯ2 用の受動式サンプラ
ーとしては、ナイトレーションプレート法やトリエタノ
ールアミン（ＴＥＡ）バッヂ法がある。風速、温度およ
び湿度についてその影響を検討し定量性を検討してい
る。一方、サンプリング後の測定は、サンプルを洗浄し
て溶液として、イオンクロマトグラフィ、吸光光度法に
より分析する方法が一般的であった。しかし、これらの
サンプラーは、回収後、分析を行うまでに、洗浄等の手
間が掛かることが問題である。
方法として、環境測定用の受動式（パッシブ）サンプラ
ーの利用が注目されている。ＮＯ2 用の受動式サンプラ
ーとしては、ナイトレーションプレート法やトリエタノ
ールアミン（ＴＥＡ）バッヂ法がある。風速、温度およ
び湿度についてその影響を検討し定量性を検討してい
る。一方、サンプリング後の測定は、サンプルを洗浄し
て溶液として、イオンクロマトグラフィ、吸光光度法に
より分析する方法が一般的であった。しかし、これらの
サンプラーは、回収後、分析を行うまでに、洗浄等の手
間が掛かることが問題である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、小型化、高感度化、高蓄積容量化、後処理お
よび測定簡易化を解決するＮＯ2 ガス検出法および検出
材料を提供することを目的とする。
点に鑑み、小型化、高感度化、高蓄積容量化、後処理お
よび測定簡易化を解決するＮＯ2 ガス検出法および検出
材料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のＮＯ2 ガス検出法は、ＮＯ2 ガスを、透明な
吸着剤である多孔体の孔中に導入または吸着した検知剤
と反応させた後、分光光度計により検知剤透過の可視Ｕ
Ｖ吸収スペクトルを測定し、ＮＯ2 の量を検出すること
を特徴とする。
に本発明のＮＯ2 ガス検出法は、ＮＯ2 ガスを、透明な
吸着剤である多孔体の孔中に導入または吸着した検知剤
と反応させた後、分光光度計により検知剤透過の可視Ｕ
Ｖ吸収スペクトルを測定し、ＮＯ2 の量を検出すること
を特徴とする。
【０００９】また本発明のＮＯ2 ガス検出材料は、透明
な多孔体の孔中にＮＯ2 ガスと反応して可視ＵＶ波長領
域（２００〜２０００ｎｍ）で吸収変化を示す検知剤が
導入または吸着されていることを特徴とするものであ
る。
な多孔体の孔中にＮＯ2 ガスと反応して可視ＵＶ波長領
域（２００〜２０００ｎｍ）で吸収変化を示す検知剤が
導入または吸着されていることを特徴とするものであ
る。
【００１０】前記多孔体として平均孔径が２００オング
ストローム以下の透明な多孔体を用いることを特徴とす
る。前記検知剤として、化合物自体、そのニトロソ誘導
体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはその酸化
物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収
を持つ化合物を用いることを特徴とする。
ストローム以下の透明な多孔体を用いることを特徴とす
る。前記検知剤として、化合物自体、そのニトロソ誘導
体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはその酸化
物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収
を持つ化合物を用いることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。本発明者らは鋭意研究を重
ねた結果、本発明のＮＯ2 ガス検出法および検出材料に
至った。
の形態例を詳細に説明する。本発明者らは鋭意研究を重
ねた結果、本発明のＮＯ2 ガス検出法および検出材料に
至った。
【００１２】すなわち、本発明のＮＯ2 ガス検出法は、
ＮＯ2 ガスを、透明な吸着剤である多孔体の孔中に導入
または吸着した検知剤と反応させた後、分光光度計によ
り検知剤透過の可視ＵＶ吸収スペクトルを測定すること
によりＮＯ2 の量を検出することを特徴とする。
ＮＯ2 ガスを、透明な吸着剤である多孔体の孔中に導入
または吸着した検知剤と反応させた後、分光光度計によ
り検知剤透過の可視ＵＶ吸収スペクトルを測定すること
によりＮＯ2 の量を検出することを特徴とする。
【００１３】また本発明のＮＯ2 ガス検出材料は、透明
な多孔体の孔中にＮＯ2 ガスと反応して可視ＵＶ波長領
域（２００〜２０００ｎｍ）で吸収変化を示す検知剤が
導入または吸着されていることを特徴とするものであ
る。
な多孔体の孔中にＮＯ2 ガスと反応して可視ＵＶ波長領
域（２００〜２０００ｎｍ）で吸収変化を示す検知剤が
導入または吸着されていることを特徴とするものであ
る。
【００１４】本発明者らは多孔体の平均孔径と可視ＵＶ
波長領域（２００〜２０００ｎｍ）での透過スペクトル
を測定した結果、平均孔径２００オングストローム以下
では殆どスペクトルの変化がなかったが、それ以上の孔
径のものでは可視領域（３５０〜８００ｎｍ）で急激な
透過率の減少が観測された。従って、本発明で用いる多
孔体の平均孔径は２００オングストローム以下で、２０
０〜２０００ｎｍの可視ＵＶ波長領域で透明な多孔体を
使用する。多孔体の比表面積は１ｇ当たり１００ｍ2 以
上である。例えばガラス多孔体または有機高分子多孔体
を用いる。なお、この明細書における多孔体の形状とし
ては、ファイバ（コアおよびクラッド）、光導波路をは
じめ透過で可視ＵＶ吸収スペクトル測定が可能な形状の
ものをすべて含む。
波長領域（２００〜２０００ｎｍ）での透過スペクトル
を測定した結果、平均孔径２００オングストローム以下
では殆どスペクトルの変化がなかったが、それ以上の孔
径のものでは可視領域（３５０〜８００ｎｍ）で急激な
透過率の減少が観測された。従って、本発明で用いる多
孔体の平均孔径は２００オングストローム以下で、２０
０〜２０００ｎｍの可視ＵＶ波長領域で透明な多孔体を
使用する。多孔体の比表面積は１ｇ当たり１００ｍ2 以
上である。例えばガラス多孔体または有機高分子多孔体
を用いる。なお、この明細書における多孔体の形状とし
ては、ファイバ（コアおよびクラッド）、光導波路をは
じめ透過で可視ＵＶ吸収スペクトル測定が可能な形状の
ものをすべて含む。
【００１５】尚、多孔体の孔径が２００オングストロー
ム以下とする根拠として、図９に孔径と透過率の関係を
実測したデータを示す。すなわち、透過率が１０％程度
あれば、検出可能なことから、本発明で用いる多孔体の
孔径は２００オングストローム以下とする。
ム以下とする根拠として、図９に孔径と透過率の関係を
実測したデータを示す。すなわち、透過率が１０％程度
あれば、検出可能なことから、本発明で用いる多孔体の
孔径は２００オングストローム以下とする。
【００１６】検知剤として、化合物自体、そのニトロソ
誘導体、そのニトロ誘導体、或いはその酸化物が可視Ｕ
Ｖ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収を持つ化合
物を用いる。例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニ
ル、アントラセン等のアミン、カルボン酸、スルフォン
酸等の化合物で室温で揮散しないものを使用する。
誘導体、そのニトロ誘導体、或いはその酸化物が可視Ｕ
Ｖ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収を持つ化合
物を用いる。例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニ
ル、アントラセン等のアミン、カルボン酸、スルフォン
酸等の化合物で室温で揮散しないものを使用する。
【００１７】検知剤を多孔体の孔中に導入または吸着さ
せる方法として、検知剤を単独もしくは他の化合物と混
合して溶液として多孔体に含浸させて孔中に導入または
吸着し乾燥する方法、検知剤を単独でもしくは他の化合
物と混合して蒸着して孔中に導入または吸着する方法、
検知剤を単独でもしくは他の化合物と混合して溶融して
孔中に導入または吸着する方法、および検知剤を単独で
もしくは他の化合物と混合してゾルゲル法により多孔体
を作製する際に孔中に導入または吸着する方法がある。
せる方法として、検知剤を単独もしくは他の化合物と混
合して溶液として多孔体に含浸させて孔中に導入または
吸着し乾燥する方法、検知剤を単独でもしくは他の化合
物と混合して蒸着して孔中に導入または吸着する方法、
検知剤を単独でもしくは他の化合物と混合して溶融して
孔中に導入または吸着する方法、および検知剤を単独で
もしくは他の化合物と混合してゾルゲル法により多孔体
を作製する際に孔中に導入または吸着する方法がある。
【００１８】本発明では吸着剤として多孔体を用いるこ
とにより吸着面積を増大し、従来の方法に比較して感度
および蓄積容量を増大させることができる。それに伴
い、小型なＮＯ2 検出用試験片等でのサンプリングが可
能となる。
とにより吸着面積を増大し、従来の方法に比較して感度
および蓄積容量を増大させることができる。それに伴
い、小型なＮＯ2 検出用試験片等でのサンプリングが可
能となる。
【００１９】多孔体が２００〜２０００ｎｍの波長領域
で透明、且つ検知剤がそれ自体またはそのニトロソ誘導
体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはその酸化
物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収
を持つために、試料を後処理することなくそのまま透過
の可視ＵＶ吸収スペクトルを測定することができる。
で透明、且つ検知剤がそれ自体またはそのニトロソ誘導
体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはその酸化
物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸収
を持つために、試料を後処理することなくそのまま透過
の可視ＵＶ吸収スペクトルを測定することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。 ［実施例１］図１は本発明で用いるＮＯ2 検出用試験片
の作製過程を示す。すなわち、多孔体チップ１を検知剤
溶液２に所定時間含浸させた後、風乾し、その後、例え
ば１０-6Ｔｏｒｒで真空乾燥することによりＮＯ2 検出
用試験片３が得られる。
する。 ［実施例１］図１は本発明で用いるＮＯ2 検出用試験片
の作製過程を示す。すなわち、多孔体チップ１を検知剤
溶液２に所定時間含浸させた後、風乾し、その後、例え
ば１０-6Ｔｏｒｒで真空乾燥することによりＮＯ2 検出
用試験片３が得られる。
【００２１】図１の方法により平均孔径４０オングスト
ローム、サイズ８ｍｍ×８ｍｍ×１ｍｍｔの多孔性ガラ
スチップを、ＮＯ2 と反応性のあるｏ−トリジンの０．
３Ｍメタノール溶液に２時間含浸させた後、真空乾燥す
ることによりＮＯ2 検出用試験片が得られた。このＮＯ
2 検出用試験片の可視・ＵＶ透過スペクトルを図２に示
す。ＮＯ2 検出用試験片および含浸前の多孔性ガラスチ
ップとも、水の吸収と思われる吸収が１３５０ｎｍ付近
と１９００ｎｍ付近にあり、湿度および放置時間により
変化した。ＮＯ2 検出用試験片では、３４０ｎｍ以下の
ｏ−トリジンの吸収が強く、多孔性ガラスチップよりも
長波長領域でしか使用できない。このＮＯ2 検出用試験
片の有効な測定波長範囲は３５０〜１０００ｎｍと判断
した。
ローム、サイズ８ｍｍ×８ｍｍ×１ｍｍｔの多孔性ガラ
スチップを、ＮＯ2 と反応性のあるｏ−トリジンの０．
３Ｍメタノール溶液に２時間含浸させた後、真空乾燥す
ることによりＮＯ2 検出用試験片が得られた。このＮＯ
2 検出用試験片の可視・ＵＶ透過スペクトルを図２に示
す。ＮＯ2 検出用試験片および含浸前の多孔性ガラスチ
ップとも、水の吸収と思われる吸収が１３５０ｎｍ付近
と１９００ｎｍ付近にあり、湿度および放置時間により
変化した。ＮＯ2 検出用試験片では、３４０ｎｍ以下の
ｏ−トリジンの吸収が強く、多孔性ガラスチップよりも
長波長領域でしか使用できない。このＮＯ2 検出用試験
片の有効な測定波長範囲は３５０〜１０００ｎｍと判断
した。
【００２２】このＮＯ2 検出用試験片を使って、１０ｐ
ｐｍＮＯ2 ガス中に暴露した場合の吸収スペクトルを図
３に示す。ＮＯ2 ガス中１時間放置することにより、４
４０ｎｍ付近の吸収が顕著に現れる。これらの化合物は
ｏ−トリジンが一旦ニトロソ化した後、窒素、酸素を放
出して分解し、生成した化合物だと推定される。このニ
トロソ化反応は溶液反応では酸性下で起こる反応である
が、多孔体の中では容易に気体−固体反応が実現した。
既知濃度のＮＯ2 を含む標準ガスについて吸光度の差と
濃度の間の検量線を求め、屋内空気の測定を行った結
果、ＮＯ2 暴露量２５０ｐｐｂ・ｄａｙが明らかになっ
た。このことから、サブｐｐｍレベルでのＮＯ2 の検出
が可能であることが明らかになった。測定は吸光光度計
の薄膜測定用のホルダに暴露したＮＯ2 検出用試験片を
入れるだけであり、簡単に行うことができた。
ｐｍＮＯ2 ガス中に暴露した場合の吸収スペクトルを図
３に示す。ＮＯ2 ガス中１時間放置することにより、４
４０ｎｍ付近の吸収が顕著に現れる。これらの化合物は
ｏ−トリジンが一旦ニトロソ化した後、窒素、酸素を放
出して分解し、生成した化合物だと推定される。このニ
トロソ化反応は溶液反応では酸性下で起こる反応である
が、多孔体の中では容易に気体−固体反応が実現した。
既知濃度のＮＯ2 を含む標準ガスについて吸光度の差と
濃度の間の検量線を求め、屋内空気の測定を行った結
果、ＮＯ2 暴露量２５０ｐｐｂ・ｄａｙが明らかになっ
た。このことから、サブｐｐｍレベルでのＮＯ2 の検出
が可能であることが明らかになった。測定は吸光光度計
の薄膜測定用のホルダに暴露したＮＯ2 検出用試験片を
入れるだけであり、簡単に行うことができた。
【００２３】図３にはＮＯ2 ガス中にさらに２０時間暴
露した吸収スペクトルも示した。吸収は飽和することな
く増加しており、反応生成物が試験片内に蓄積されてい
ることが分かる。ＮＯ2 の標準的な濃度が１０ｐｐｂと
すれば、１０ｐｐｍ−２０時間の暴露は１０ｐｐｂ−２
００００時間（約８００日）の暴露に相当し、高蓄積容
量であることが分かる。
露した吸収スペクトルも示した。吸収は飽和することな
く増加しており、反応生成物が試験片内に蓄積されてい
ることが分かる。ＮＯ2 の標準的な濃度が１０ｐｐｂと
すれば、１０ｐｐｍ−２０時間の暴露は１０ｐｐｂ−２
００００時間（約８００日）の暴露に相当し、高蓄積容
量であることが分かる。
【００２４】［実施例２］実施例１と同じ多孔性ガラス
チップに、検知剤としてジフェニルアミンを含浸させた
例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガラスチップ
を０．３Ｍジフェニルアミンのメタノール溶液に含浸さ
せて作製した。実施例１と同様にＮＯ2 検出用試験片の
透過スペクトルを測定し、有効な測定波長範囲３４０〜
１０００ｎｍを決定した。図４には、５０ｐｐｍＮＯ2
に１時間暴露した際の吸収スペクトルを示した。ＮＯ2
との反応により生じた生成物は４０６ｎｍに吸収極大を
持つことが分かった。この場合も、従来溶液反応では酸
性下で初めて起こる反応が、多孔体中で容易に実現され
た。５０ｐｐｍで吸光度１．９程度と高く、検知剤にジ
フェニルアミンを使用しても高感度なサブｐｐｍレベル
のＮＯ2 の分析が可能なことが分かった。
チップに、検知剤としてジフェニルアミンを含浸させた
例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガラスチップ
を０．３Ｍジフェニルアミンのメタノール溶液に含浸さ
せて作製した。実施例１と同様にＮＯ2 検出用試験片の
透過スペクトルを測定し、有効な測定波長範囲３４０〜
１０００ｎｍを決定した。図４には、５０ｐｐｍＮＯ2
に１時間暴露した際の吸収スペクトルを示した。ＮＯ2
との反応により生じた生成物は４０６ｎｍに吸収極大を
持つことが分かった。この場合も、従来溶液反応では酸
性下で初めて起こる反応が、多孔体中で容易に実現され
た。５０ｐｐｍで吸光度１．９程度と高く、検知剤にジ
フェニルアミンを使用しても高感度なサブｐｐｍレベル
のＮＯ2 の分析が可能なことが分かった。
【００２５】［実施例３］実施例１と同じ多孔性ガラス
チップに、検知剤としてクロモトロープ酸ナトリウムを
含浸させた例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガ
ラスチップを０．１Ｍクロモトロピック酸ナトリウム水
溶液に含浸させて作製した。図５には、６０ｐｐｍＮＯ
2 に１時間暴露後の吸収スペクトルを示した。通常、比
色定量に用いられるニトロ化反応は濃硫酸存在下で起こ
るのに対して、多孔体の中では容易に起こることが確認
された。６０ｐｐｍで吸光度０．８程度あり、検知剤に
クロモトロープ酸ナトリウムを使用してもｐｐｍレベル
のＮＯ2 の分析が十分可能なことが分かった。
チップに、検知剤としてクロモトロープ酸ナトリウムを
含浸させた例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガ
ラスチップを０．１Ｍクロモトロピック酸ナトリウム水
溶液に含浸させて作製した。図５には、６０ｐｐｍＮＯ
2 に１時間暴露後の吸収スペクトルを示した。通常、比
色定量に用いられるニトロ化反応は濃硫酸存在下で起こ
るのに対して、多孔体の中では容易に起こることが確認
された。６０ｐｐｍで吸光度０．８程度あり、検知剤に
クロモトロープ酸ナトリウムを使用してもｐｐｍレベル
のＮＯ2 の分析が十分可能なことが分かった。
【００２６】［実施例４］実施例１と同じ多孔性ガラス
チップに、検知剤としてサリチル酸ナトリウムを含浸さ
せた例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガラスチ
ップを０．３Ｍサリチル酸ナトリウムのメタノール溶液
に含浸させて作製した。図６には、６０ｐｐｍＮＯ2 に
１時間暴露後の吸収スペクトルを示した。この場合も実
施例３と同様に多孔体のニトロ化反応の促進作用が現れ
る。検知剤にサリチル酸ナトリウムを使用してもｐｐｍ
レベルのＮＯ2 の分析が可能なことが分かった。
チップに、検知剤としてサリチル酸ナトリウムを含浸さ
せた例を示した。ＮＯ2 検出用試験片は多孔性ガラスチ
ップを０．３Ｍサリチル酸ナトリウムのメタノール溶液
に含浸させて作製した。図６には、６０ｐｐｍＮＯ2 に
１時間暴露後の吸収スペクトルを示した。この場合も実
施例３と同様に多孔体のニトロ化反応の促進作用が現れ
る。検知剤にサリチル酸ナトリウムを使用してもｐｐｍ
レベルのＮＯ2 の分析が可能なことが分かった。
【００２７】［実施例５］実施例１と同じガラスチップ
に、検知剤としてスルファニル酸と１−ナフチルエチレ
ンジアミン塩酸塩の水溶液を含浸させた例を示した。Ｎ
Ｏ2 検出用試験片はガラス試験片を０．０２Ｍのスルフ
ァニル酸および０．００５Ｍの１−ナフチルエチレンジ
アミン塩酸塩を含む水溶液を含浸させて作製した。図７
には、１０ｐｐｍＮＯ2 に１時間暴露後の吸収スペクト
ルを示した。４２０ｎｍ及び５４０ｎｍ付近に新しい吸
収が現れた。５４０ｎｍ付近の吸収はスルファニル酸と
１−ナフチルエチレンジアミン塩酸塩がカップリングし
たものと考えられる。
に、検知剤としてスルファニル酸と１−ナフチルエチレ
ンジアミン塩酸塩の水溶液を含浸させた例を示した。Ｎ
Ｏ2 検出用試験片はガラス試験片を０．０２Ｍのスルフ
ァニル酸および０．００５Ｍの１−ナフチルエチレンジ
アミン塩酸塩を含む水溶液を含浸させて作製した。図７
には、１０ｐｐｍＮＯ2 に１時間暴露後の吸収スペクト
ルを示した。４２０ｎｍ及び５４０ｎｍ付近に新しい吸
収が現れた。５４０ｎｍ付近の吸収はスルファニル酸と
１−ナフチルエチレンジアミン塩酸塩がカップリングし
たものと考えられる。
【００２８】図８には、代表的な分析法であるザルツマ
ン法で用いられる反応スキームを示した。反応はまず、
スルファニル酸がＮＯ2 - と反応してジアゾニウム塩が
生成する反応が起こり（ジアゾ化反応）、次にこのジア
ゾニウム塩と１−ナフチルエチレンジアミン塩酸塩がカ
ップリング反応を起こす。生成したアゾ色素は５４５ｎ
ｍに吸収波長を有することが知られている。図７の５４
０ｎｍ付近の吸収を持つ化合物はこのアゾ色素だと推定
できる。このことから、２段階反応で且つ酸触媒の必要
なザルツマン法で用いる反応が、多孔体の中では無触媒
で起こることが確認された。１０ｐｐｍの吸光度０．３
程度と高く、検知剤にスルファニル酸と１−ナフチルエ
チレンジアミン塩酸塩ジフェニルアミンを使用しても高
感度なサブｐｐｍレベルのＮＯ2 の分析が可能なことが
分かった。
ン法で用いられる反応スキームを示した。反応はまず、
スルファニル酸がＮＯ2 - と反応してジアゾニウム塩が
生成する反応が起こり（ジアゾ化反応）、次にこのジア
ゾニウム塩と１−ナフチルエチレンジアミン塩酸塩がカ
ップリング反応を起こす。生成したアゾ色素は５４５ｎ
ｍに吸収波長を有することが知られている。図７の５４
０ｎｍ付近の吸収を持つ化合物はこのアゾ色素だと推定
できる。このことから、２段階反応で且つ酸触媒の必要
なザルツマン法で用いる反応が、多孔体の中では無触媒
で起こることが確認された。１０ｐｐｍの吸光度０．３
程度と高く、検知剤にスルファニル酸と１−ナフチルエ
チレンジアミン塩酸塩ジフェニルアミンを使用しても高
感度なサブｐｐｍレベルのＮＯ2 の分析が可能なことが
分かった。
【００２９】尚、図３〜図７の測定結果でｏ−トリジン
の吸光度が高い理由として、ｏ−トリジンはＮＯ2 との
反応性が他よりも高くて速やかに反応して酸化物に変わ
る。つまり、反応収率が高い。従って、同じ量のＮＯ2
に曝しても、吸光度の変化が大きくなることが考えられ
る。また、検出に必要な吸光度の絶対値として、測定装
置の安定性によるが、この実施例で用いた装置の場合
０．０２以上の吸光度差があれば検出可能である。
の吸光度が高い理由として、ｏ−トリジンはＮＯ2 との
反応性が他よりも高くて速やかに反応して酸化物に変わ
る。つまり、反応収率が高い。従って、同じ量のＮＯ2
に曝しても、吸光度の変化が大きくなることが考えられ
る。また、検出に必要な吸光度の絶対値として、測定装
置の安定性によるが、この実施例で用いた装置の場合
０．０２以上の吸光度差があれば検出可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮＯ2 ガ
ス検出法および検出材料によれば、吸着剤として多孔体
と検知剤の組み合わせを用いることにより吸着面積を増
大し、従来の方法に比較して感度および蓄積容量が優
れ、且つ同時にサンプリング系を小型化できる。試料を
後処理することなくそのまま透過の可視ＵＶ吸収スペク
トルを測定することができ、従来の後処理が不要である
とともに、測定の簡易化が図れる。
ス検出法および検出材料によれば、吸着剤として多孔体
と検知剤の組み合わせを用いることにより吸着面積を増
大し、従来の方法に比較して感度および蓄積容量が優
れ、且つ同時にサンプリング系を小型化できる。試料を
後処理することなくそのまま透過の可視ＵＶ吸収スペク
トルを測定することができ、従来の後処理が不要である
とともに、測定の簡易化が図れる。
【００３１】さらに、本発明のＮＯ2 ガス検出法は、ガ
ス種に選択的に反応する検知剤の選択、電磁波の吸収・
放出を組み合わせることによっても他のガス種への応用
が可能なことは自明である。
ス種に選択的に反応する検知剤の選択、電磁波の吸収・
放出を組み合わせることによっても他のガス種への応用
が可能なことは自明である。
【図１】本発明の実施例で用いるＮＯ2 検出用試験片の
作製過程の一例を示すフローチャートである。
作製過程の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例１に係るｏ−トリジンを多孔体
孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片の透過スペクトルの
一例を示す特性図である。
孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片の透過スペクトルの
一例を示す特性図である。
【図３】本発明の実施例１に係るｏ−トリジンを多孔体
孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を１０ｐｐｍＮＯ2
ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一例を示す
特性図である。
孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を１０ｐｐｍＮＯ2
ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一例を示す
特性図である。
【図４】本発明の実施例２に係るジフェニルアミンを多
孔体孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を５０ｐｐｍＮ
Ｏ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一例を
示す特性図である。
孔体孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を５０ｐｐｍＮ
Ｏ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一例を
示す特性図である。
【図５】本発明の実施例３に係るクロモトロープ酸ナト
リウムを多孔体孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を６
０ｐｐｍＮＯ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクト
ルの一例を示す特性図である。
リウムを多孔体孔中に吸着したＮＯ2 検出用試験片を６
０ｐｐｍＮＯ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクト
ルの一例を示す特性図である。
【図６】本発明の実施例４に係るサリチル酸ナトリウム
を多孔体孔中に吸着したＮＯ2検出用試験片を６０ｐｐ
ｍＮＯ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一
例を示す特性図である。
を多孔体孔中に吸着したＮＯ2検出用試験片を６０ｐｐ
ｍＮＯ2 ガスに１時間放置した際の吸収スペクトルの一
例を示す特性図である。
【図７】本発明の実施例５に係るスルファニル酸と１−
ナフチルエチレンジアミン塩酸塩を多孔体孔中に吸着し
たＮＯ2 検出用試験片を１０ｐｐｍＮＯ2 ガスに１時間
放置した際の吸収スペクトルの一例を示す特性図であ
る。
ナフチルエチレンジアミン塩酸塩を多孔体孔中に吸着し
たＮＯ2 検出用試験片を１０ｐｐｍＮＯ2 ガスに１時間
放置した際の吸収スペクトルの一例を示す特性図であ
る。
【図８】本発明に係るザルツマン法で用いられる反応ス
キームの一例を示す説明図である。
キームの一例を示す説明図である。
【図９】本発明に係る多孔体と透過率の関係の一例を示
す説明図である。
す説明図である。
１ 多孔体チップ ２ 検知剤溶液 ３ ＮＯ2 検出用試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 31/00 Ｇ０１Ｎ 31/00 Ｈ (72)発明者 丸尾 容子 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 大山 孝 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 二酸化窒素（以下ＮＯ2 という）ガス
を、透明な吸着剤である多孔体の孔中に導入または吸着
した検知剤と反応させた後、分光光度計により検知剤透
過の可視ＵＶ吸収スペクトルを測定し、ＮＯ2 の量を検
出することを特徴とするＮＯ2 ガス検出法。 - 【請求項２】 多孔体として平均孔径が２００オングス
トローム以下の透明な多孔体を用いることを特徴とする
請求項１記載のＮＯ2 ガス検出法。 - 【請求項３】 検知剤として、化合物自体、そのニトロ
ソ誘導体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはそ
の酸化物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）
に吸収を持つ化合物を用いることを特徴とする請求項１
記載のＮＯ2ガス検出法。 - 【請求項４】 透明な多孔体の孔中にＮＯ2 ガスと反応
して可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）で吸収
変化を示す検知剤が導入または吸着されていることを特
徴とするＮＯ2 ガス検出材料。 - 【請求項５】 多孔体が平均孔径が２００オングストロ
ーム以下の透明な多孔体であることを特徴とする請求項
４記載のＮＯ2 ガス検出材料。 - 【請求項６】 検知剤が、化合物自体、そのニトロソ誘
導体、そのニトロ誘導体、そのアゾ色素、或いはその酸
化物が可視ＵＶ波長領域（２００〜２０００ｎｍ）に吸
収を持つ化合物であることを特徴とする請求項４記載の
ＮＯ2 ガス検出材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16732896A JP3700877B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-06-27 | 二酸化窒素ガス検出法および検出材料 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-21333 | 1996-02-07 | ||
| JP2133396 | 1996-02-07 | ||
| JP16732896A JP3700877B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-06-27 | 二酸化窒素ガス検出法および検出材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274032A true JPH09274032A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3700877B2 JP3700877B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=26358366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16732896A Expired - Lifetime JP3700877B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-06-27 | 二酸化窒素ガス検出法および検出材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3700877B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0901009A2 (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-10 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Nitrogen dioxide gas sensing method, nitrogen dioxide gas sensing element, and nitrogen dioxide gas sensor using the same |
| JPH11142340A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 雰囲気中の水分検出方法 |
| US7348185B2 (en) | 2004-06-25 | 2008-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for capturing target substance |
| JP2012529056A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・アクティング・フォー・アンド・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティ | 気体試料中の酸化窒素用の集積型光電気化学センサ |
| JP2015121492A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 日本電信電話株式会社 | 透明多孔体の細孔パラメータの算出方法 |
| JP2016142667A (ja) * | 2015-02-04 | 2016-08-08 | 学校法人東北工業大学 | 一酸化窒素ガス検知方法、一酸化窒素ガス検知素子、一酸化窒素ガス検知装置 |
| JP2021081227A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 学校法人東北工業大学 | 一酸化窒素ガス検知方法及び一酸化窒素ガス検知装置 |
| CN114486871A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 广东环凯生物技术有限公司 | 水质无机总氮快速检测试剂及其制备方法 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16732896A patent/JP3700877B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| US6362005B1 (en) | 1997-08-29 | 2002-03-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Nitrogen dioxide gas sensing method, nitrogen dioxide gas sensor element, and nitrogen dioxide gas sensor using the same |
| JPH11142340A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 雰囲気中の水分検出方法 |
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| US7781202B2 (en) | 2004-06-25 | 2010-08-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for capturing target substance |
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| US9581561B2 (en) | 2009-06-05 | 2017-02-28 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Integrated optoelectrochemical sensor for nitrogen oxides in gaseous samples |
| JP2015121492A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 日本電信電話株式会社 | 透明多孔体の細孔パラメータの算出方法 |
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| CN114486871A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 广东环凯生物技术有限公司 | 水质无机总氮快速检测试剂及其制备方法 |
| CN114486871B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-12-26 | 广东环凯生物技术有限公司 | 水质无机总氮快速检测试剂及其制备方法 |
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|---|---|
| JP3700877B2 (ja) | 2005-09-28 |
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