JPS59105553A - ガス検出素子 - Google Patents
ガス検出素子Info
- Publication number
- JPS59105553A JPS59105553A JP21597082A JP21597082A JPS59105553A JP S59105553 A JPS59105553 A JP S59105553A JP 21597082 A JP21597082 A JP 21597082A JP 21597082 A JP21597082 A JP 21597082A JP S59105553 A JPS59105553 A JP S59105553A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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- 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】
この発明はＳｎＯ□を用いたガス検出素子に関し、とり
わけ各種ガスにほぼ一様に感応するガス検出素子の改良
に関する。
わけ各種ガスにほぼ一様に感応するガス検出素子の改良
に関する。
ガス検出素子の用途には特定のガスを選択的に検出する
ものの他に、各種ガスをその危険度に応じた割合で広く
検出するものが有る。このような汎用素子はガス洩れに
よるメタンやイソブタンにはＬＯＯＯ〜５０００ｐｐｍ
程度で、調理や飲酒によるエタノール蒸気には１０００
ｐｐｍ程度で、湯沸器等から不完全燃焼の前段階とし
て生ずる水素には１０００ ｐｐｍ程度で、強い毒性ガ
スである一酸化炭素には２００ ｐｐｍ程度で、感応す
ることが望ましい。
ものの他に、各種ガスをその危険度に応じた割合で広く
検出するものが有る。このような汎用素子はガス洩れに
よるメタンやイソブタンにはＬＯＯＯ〜５０００ｐｐｍ
程度で、調理や飲酒によるエタノール蒸気には１０００
ｐｐｍ程度で、湯沸器等から不完全燃焼の前段階とし
て生ずる水素には１０００ ｐｐｍ程度で、強い毒性ガ
スである一酸化炭素には２００ ｐｐｍ程度で、感応す
ることが望ましい。
ＳｎＯ２を用いたガス検出素子の相対感度は、高温でイ
ソブタンやメタン側に、低温で一酸化炭素側に片寄る。
ソブタンやメタン側に、低温で一酸化炭素側に片寄る。
またガスへの応答を速めるためには加熱温度を高くする
必要がある。このような性質を考慮すると、汎用型の素
子の温度はａ ｏ ｏ ’ｃ附近が好ましい。しかしこ
の温度は水素やアルコールへの感度が最も高くなる温度
である。５ｎｏ２に少量のＰｄを加えるとイソブタンや
メタンへの感度を高めることができるが、ｃｏへの感度
は改善できない。Ａｕを加えるとアルコールや水素への
感度が増し、イソブタンにもＣＯにも不利になる。
必要がある。このような性質を考慮すると、汎用型の素
子の温度はａ ｏ ｏ ’ｃ附近が好ましい。しかしこ
の温度は水素やアルコールへの感度が最も高くなる温度
である。５ｎｏ２に少量のＰｄを加えるとイソブタンや
メタンへの感度を高めることができるが、ｃｏへの感度
は改善できない。Ａｕを加えるとアルコールや水素への
感度が増し、イソブタンにもＣＯにも不利になる。
この発明はアルコールや水素への感度を抑制しＣＯへの
感度を高めたガス検出素子の提供を目的とする。
感度を高めたガス検出素子の提供を目的とする。
この発明のガス検出素子はＳｎＯ□に少量の貴金属助触
媒を加えたものにおいて、助触媒としてＡｕとＰｄとを
併用添加し、かつその添加量を５ｎＯ２１００重量部に
対しＡｕ １重量部・Ｐｄ０．８重量部を中心とする
狭い範囲内としたことを特徴とする。Ａｕ １重量部、
ＰｄＯ，３重量部を中心としたのは、その付近でＣＯへ
の感度の向上とアルコールや水素への感度の抑制という
特異な効果が得られるからである。Ａｕのみの添加では
アルコールやＨ２への感度が増すに過ぎず、Ｐｄのみの
添加ではイソブタンやメタンへの感度を高めることがで
きるがＣＯへの感度を増すことができない。ＡｕとＰｄ
とを併用する場合でも、あまりに多量のＡｕを加えると
再びアルコールや水素への感度が増しかつ経時的にも不
安定な素子となる。逆にＰｄを多量に加えると、ＣＯへ
の感度が低下してしまう。
媒を加えたものにおいて、助触媒としてＡｕとＰｄとを
併用添加し、かつその添加量を５ｎＯ２１００重量部に
対しＡｕ １重量部・Ｐｄ０．８重量部を中心とする
狭い範囲内としたことを特徴とする。Ａｕ １重量部、
ＰｄＯ，３重量部を中心としたのは、その付近でＣＯへ
の感度の向上とアルコールや水素への感度の抑制という
特異な効果が得られるからである。Ａｕのみの添加では
アルコールやＨ２への感度が増すに過ぎず、Ｐｄのみの
添加ではイソブタンやメタンへの感度を高めることがで
きるがＣＯへの感度を増すことができない。ＡｕとＰｄ
とを併用する場合でも、あまりに多量のＡｕを加えると
再びアルコールや水素への感度が増しかつ経時的にも不
安定な素子となる。逆にＰｄを多量に加えると、ＣＯへ
の感度が低下してしまう。
そしてＣＯやイソブタン・メタンの検出に有利でアルコ
ールや水素への感度を抑制した素子は、Ａ、ｕを１重量
部程度とＰｄを０．３重量部程度添加した場合にのみ得
られる。添加したＡｕやＰｄは金属や酸化物、あるいは
添加時の形態のまま未分解の塩化物等として存在し、使
用時の加熱や酸化・還元によりその存在状態は複雑に変
化するものと考えられる。このためこの明細書では用語
Ａｕ、Ｐｄを、金属ではなく、その元素を意味するもの
として用い、その添加量は金属換算での５ｎＯ２１００
重量部への添加重量部数をもって示すものとする。
ールや水素への感度を抑制した素子は、Ａ、ｕを１重量
部程度とＰｄを０．３重量部程度添加した場合にのみ得
られる。添加したＡｕやＰｄは金属や酸化物、あるいは
添加時の形態のまま未分解の塩化物等として存在し、使
用時の加熱や酸化・還元によりその存在状態は複雑に変
化するものと考えられる。このためこの明細書では用語
Ａｕ、Ｐｄを、金属ではなく、その元素を意味するもの
として用い、その添加量は金属換算での５ｎＯ２１００
重量部への添加重量部数をもって示すものとする。
以下に本発明の実施例について説明する。
（１）素子の製造例
５ｎＣ１４水溶液をＮＨ３で中和しややＮＨ３過剰（ｐ
Ｈ７〜８）で水酸化スズを沈殿させ、水を加えて沈殿を
洗浄する。ついで沈殿を１００°Ｃで乾燥した後に７０
０℃に空気気流中で３時間加熱し、水酸化スズを分解し
て５ｎ０２を得る。
Ｈ７〜８）で水酸化スズを沈殿させ、水を加えて沈殿を
洗浄する。ついで沈殿を１００°Ｃで乾燥した後に７０
０℃に空気気流中で３時間加熱し、水酸化スズを分解し
て５ｎ０２を得る。
ＳｎＯ２に塩化金酸と塩化パラジウムとの混合水溶液を
加え、乾燥後６５０°Ｃに１時間加熱し、ＡｕやＰｄを
担持させる。このＳｎＯ□を等重量のｉｏｏ。
加え、乾燥後６５０°Ｃに１時間加熱し、ＡｕやＰｄを
担持させる。このＳｎＯ□を等重量のｉｏｏ。
メツシュのＡｌ２Ｏ３骨材と混合し、５ｎＯ３１００重
量部に対して約１重量部の不定形シリカゾルをバインダ
ーとして加え、第１図に示す素子として成型する。
量部に対して約１重量部の不定形シリカゾルをバインダ
ーとして加え、第１図に示す素子として成型する。
図においてｉｌ＋はアルミナ製の磁器管、（２）はその
内部に挿通したＦｅ−ｃｒ合金系のヒータコイルでその
抵抗値は使用時に約３６０となり、＋３＋、 ＋４１は
磁器管（１）の長手方向に沿って平行に配置した一対の
電極、（５）、（６）はそれらのリード線、（７）は前
記のＳｎＯ２系金属酸化物半導体である。
内部に挿通したＦｅ−ｃｒ合金系のヒータコイルでその
抵抗値は使用時に約３６０となり、＋３＋、 ＋４１は
磁器管（１）の長手方向に沿って平行に配置した一対の
電極、（５）、（６）はそれらのリード線、（７）は前
記のＳｎＯ２系金属酸化物半導体である。
（２）測定方法
素子の特性評価は第２図に示す回路を用いて行加熱温度
を３００°ＣとしたのはＣＯとイソブタンへの感度のバ
ランスによるもので、より低温側ではイソブタンへの感
度とガスへの応答速度とが低下し、より高温側ではＣＯ
への感度が低下する。
を３００°ＣとしたのはＣＯとイソブタンへの感度のバ
ランスによるもので、より低温側ではイソブタンへの感
度とガスへの応答速度とが低下し、より高温側ではＣＯ
への感度が低下する。
素子（ｌＯ）の金属酸化物半導体（７）に、電源（１１
）と４にΩの負荷抵抗（１２）とを接続し、負荷抵抗（
１２）の両端間電圧（Ｖｏｕｔ）から素子（ｌＯ）の特
性を評価する。
）と４にΩの負荷抵抗（１２）とを接続し、負荷抵抗（
１２）の両端間電圧（Ｖｏｕｔ）から素子（ｌＯ）の特
性を評価する。
各組成の素子（ｌＯ）をそれぞれ１０個ずつ、製造後１
ケ月間この回路で予備通電し、その後ＣＯ９水素、エタ
ノール、イソブタン、メタンの各ガスそれぞれ１１００
０ｐｐへの感度を求め、さらに６ケ月間通電した後にガ
スへの感度の変化の有無を調べる。結果は各１０個の素
子の平均値により示す。
ケ月間この回路で予備通電し、その後ＣＯ９水素、エタ
ノール、イソブタン、メタンの各ガスそれぞれ１１００
０ｐｐへの感度を求め、さらに６ケ月間通電した後にガ
スへの感度の変化の有無を調べる。結果は各１０個の素
子の平均値により示す。
なお全ての測定は２５℃で湿度６５％の雰囲気中で行い
、温度や湿度の影響を避ける。
、温度や湿度の影響を避ける。
（３）結果
結果を表に示す。またＰｄを０．８重量部添加しＡｕの
添加量を変えた際のガス感度を第３図に、Ａｕを１．０
重量部加えてＰｄ添加量を変えた際の結果を第４図に示
す。各図において実線（Ａ）はＣ０１０００ｐｐｍへの
感度を、破線（Ｂ）はイソブタン１０００ ｐｐｍへの
感度を、鎖線（Ｃ）はエタノール１０００ ｐｐｍへの
感度を示す。
添加量を変えた際のガス感度を第３図に、Ａｕを１．０
重量部加えてＰｄ添加量を変えた際の結果を第４図に示
す。各図において実線（Ａ）はＣ０１０００ｐｐｍへの
感度を、破線（Ｂ）はイソブタン１０００ ｐｐｍへの
感度を、鎖線（Ｃ）はエタノール１０００ ｐｐｍへの
感度を示す。
Ａｕの添加効果について検討すると、Ｐｄ単独のもの（
試料１，１４．）にくらべ、ＣＯ感度が向上するととも
にアルコールや水素への感度が抑制されている（試料２
，８，４，８，１２．１１）。
試料１，１４．）にくらべ、ＣＯ感度が向上するととも
にアルコールや水素への感度が抑制されている（試料２
，８，４，８，１２．１１）。
しかし２．０重量部のＡｕと０３重量部のＰｄとを併用
した素子（試料５）では、ＣＯ感度はかなり低下しエタ
ノールや水素への感度が著しく高くなる。またこの素子
は経時的にも不安定で、６ケ月間連続通電するとエタノ
ールへの感度が増大する。
した素子（試料５）では、ＣＯ感度はかなり低下しエタ
ノールや水素への感度が著しく高くなる。またこの素子
は経時的にも不安定で、６ケ月間連続通電するとエタノ
ールへの感度が増大する。
なおこの変化に対応して素子の色調は紫色からうすい紫
色に退色し、金微粒子の成長が進んだことがわかる。
色に退色し、金微粒子の成長が進んだことがわかる。
Ａｕの重量部を１０としてＰｄの添加量を変えると（試
料６，７，３．８）、Ａｕ単独では水素やエタノールに
選択的な感度を持っていたものが、Ｐｄの併用により水
素やエタノールへの感度が抑制されＣＯ，イソブタン、
メタンへの感度が増している。しかしＰｄ添加量が大す
ぎる素子（試料９）ではＣＯ感度が極端に低下し、Ｐｄ
添加量は０．３重量部付近に限られることがわかる。Ａ
ｕ添加量を０．７重量部としてＰｄ量を変えた素子（試
料１．０，２．１２）や、Ａｕ添加量を１．３重量部と
してＰｄ量を変えた素子（１１，，４，１３）でも、Ｐ
ｄの適正添加量は０３重量部付近に限られる。
料６，７，３．８）、Ａｕ単独では水素やエタノールに
選択的な感度を持っていたものが、Ｐｄの併用により水
素やエタノールへの感度が抑制されＣＯ，イソブタン、
メタンへの感度が増している。しかしＰｄ添加量が大す
ぎる素子（試料９）ではＣＯ感度が極端に低下し、Ｐｄ
添加量は０．３重量部付近に限られることがわかる。Ａ
ｕ添加量を０．７重量部としてＰｄ量を変えた素子（試
料１．０，２．１２）や、Ａｕ添加量を１．３重量部と
してＰｄ量を変えた素子（１１，，４，１３）でも、Ｐ
ｄの適正添加量は０３重量部付近に限られる。
以上説明したようにこの発明によれば、エタノールや水
素への感度を抑制してＣＯへの感度の高い、汎用ガス検
出素子に適したものが得られる。
素への感度を抑制してＣＯへの感度の高い、汎用ガス検
出素子に適したものが得られる。
第１図は素子の形状例を示す斜視図で、第２図は測定回
路の回路図である。第３図、第４図は素子の特性図であ
る。 特許出願人 フィガロ技研株式会社
路の回路図である。第３図、第４図は素子の特性図であ
る。 特許出願人 フィガロ技研株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１） Ｓ ｎＯ２に一対の電極を接続した素子にお
いて、５ｎ０２にはＡｕとＰｄの両者を添加し、かつＡ
ｕおよびＰｄの添加重量部数は５ｎＯ２１００重量部に
対して ４（Ａｕ−１）２＋２５（Ｐｄ−ＯＪ）２≦１の範囲と
したことを特徴とするガス検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21597082A JPS59105553A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | ガス検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21597082A JPS59105553A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | ガス検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105553A true JPS59105553A (ja) | 1984-06-18 |
| JPH0225456B2 JPH0225456B2 (ja) | 1990-06-04 |
Family
ID=16681250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21597082A Granted JPS59105553A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | ガス検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105553A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0147213A2 (en) * | 1983-12-30 | 1985-07-03 | Westinghouse Electric Corporation | An antimony-doped stannic oxide thick film gas sensor |
| JPH04129315U (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | 日産自動車株式会社 | 自動車用ドア |
| CN110487855A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-22 | 南京工业大学 | 一种多层介孔掺杂钯的二氧化锡薄膜氢气传感器及其制备方法 |
| CN110865034A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-03-06 | 东北大学 | 一种基于可调谐聚合物微瓶的乙醇气体传感器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107300573B (zh) * | 2017-05-25 | 2020-04-28 | 南京工业大学 | 一种高灵敏度乙醇气敏传感器的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154041A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Toshiba Corp | Gas detecting element |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP21597082A patent/JPS59105553A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154041A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Toshiba Corp | Gas detecting element |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0147213A2 (en) * | 1983-12-30 | 1985-07-03 | Westinghouse Electric Corporation | An antimony-doped stannic oxide thick film gas sensor |
| JPH04129315U (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | 日産自動車株式会社 | 自動車用ドア |
| CN110487855A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-22 | 南京工业大学 | 一种多层介孔掺杂钯的二氧化锡薄膜氢气传感器及其制备方法 |
| CN110865034A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-03-06 | 东北大学 | 一种基于可调谐聚合物微瓶的乙醇气体传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225456B2 (ja) | 1990-06-04 |
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