JPS6410774B2 - - Google Patents
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- JPS6410774B2 JPS6410774B2 JP4542776A JP4542776A JPS6410774B2 JP S6410774 B2 JPS6410774 B2 JP S6410774B2 JP 4542776 A JP4542776 A JP 4542776A JP 4542776 A JP4542776 A JP 4542776A JP S6410774 B2 JPS6410774 B2 JP S6410774B2
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- metal
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感温型触媒式ガス検出素子に関するも
のである。
のである。
従来の接触燃焼式ガス検出素子については、白
金線コイルを用いるものが良く知られていた。ま
た近年になつてこれに触媒を付加したものが実公
昭42−2800号公報で紹介されて現在に至つている
が、この種の従来のガス検出素子においても白金
コイルのみの素子のように断線による致命的な欠
陥は改善されたものゝ素子の劣化現象を防止する
ことはできなかつた。また次のような製造上の欠
点があつた。
金線コイルを用いるものが良く知られていた。ま
た近年になつてこれに触媒を付加したものが実公
昭42−2800号公報で紹介されて現在に至つている
が、この種の従来のガス検出素子においても白金
コイルのみの素子のように断線による致命的な欠
陥は改善されたものゝ素子の劣化現象を防止する
ことはできなかつた。また次のような製造上の欠
点があつた。
(1) 白金線コイル上に触媒を担持するための担体
を焼結するが、この焼結に際して自己加熱方式
で焼成するため担体の有する特性すなわち比表
面積、細孔分布および細孔容積に大きなバラツ
キがあり、素子の感ガス特性に大きい影響をあ
たえた。
を焼結するが、この焼結に際して自己加熱方式
で焼成するため担体の有する特性すなわち比表
面積、細孔分布および細孔容積に大きなバラツ
キがあり、素子の感ガス特性に大きい影響をあ
たえた。
(2) 従来の触媒式ガス検出素子では担体焼結後に
触媒を担持させるため触媒量のコントロールが
困難となり、担持触媒量が可燃性ガスに対する
感度を左右するため出来上つた素子の感ガス特
性の偏差が大きい。
触媒を担持させるため触媒量のコントロールが
困難となり、担持触媒量が可燃性ガスに対する
感度を左右するため出来上つた素子の感ガス特
性の偏差が大きい。
(3) 素子が感ガス特性を発揮するための最適触媒
量は担体に対する触媒の重量比が大きいため担
体の細孔に対して担持される触媒量が過飽和に
なる。このため素子は通常約300〜450℃の表面
温度に維持されて使用されるが、可燃性ガスま
たは蒸気がこれに接触すると燃焼熱で表面温度
は約1000℃に達する場合もあり、この熱により
触媒はシンタリングを起し、触媒粒子が成長し
て触媒の有効面積を減ずるため素子の劣化現象
が起る。
量は担体に対する触媒の重量比が大きいため担
体の細孔に対して担持される触媒量が過飽和に
なる。このため素子は通常約300〜450℃の表面
温度に維持されて使用されるが、可燃性ガスま
たは蒸気がこれに接触すると燃焼熱で表面温度
は約1000℃に達する場合もあり、この熱により
触媒はシンタリングを起し、触媒粒子が成長し
て触媒の有効面積を減ずるため素子の劣化現象
が起る。
(4) 担体に触媒を担持させる場合、多くは金属触
媒を金属塩溶液として担体に含浸させ、これを
還元ガス雰囲気中で高温で還元するため触媒の
熟成期間が長くなる（熟成期間は約１ケ月であ
る）。
媒を金属塩溶液として担体に含浸させ、これを
還元ガス雰囲気中で高温で還元するため触媒の
熟成期間が長くなる（熟成期間は約１ケ月であ
る）。
(5) 担体の有効面積が小さく担持する触媒量が充
分でないためガス濃度に対する出力特性の直線
性が乏しい。
分でないためガス濃度に対する出力特性の直線
性が乏しい。
本発明は従来の接触燃焼式ガス検出素子の諸欠
点を改良した感温型触媒式ガス検出素子を提供す
ることを目的としたものである。
点を改良した感温型触媒式ガス検出素子を提供す
ることを目的としたものである。
本発明の感温型触媒式ガス検出素子は、感温抵
抗体の周囲に、粒径５〜300μｍ、比表面積100〜
400m2／ｇ、細孔分布10〜200Å、細孔容積0.3〜
0.5ml／ｇの触媒担体、例えばシリカ、アルミナ
および／またはシリカ−アルミナに周期律表第８
属から選ばれる少なくとも１種類の金属または金
属酸化物より成る酸化触媒を該触媒担体の表面を
被覆する状態で担持させてなる触媒粒子の焼結触
媒層を設けたガス検出素子である。
抗体の周囲に、粒径５〜300μｍ、比表面積100〜
400m2／ｇ、細孔分布10〜200Å、細孔容積0.3〜
0.5ml／ｇの触媒担体、例えばシリカ、アルミナ
および／またはシリカ−アルミナに周期律表第８
属から選ばれる少なくとも１種類の金属または金
属酸化物より成る酸化触媒を該触媒担体の表面を
被覆する状態で担持させてなる触媒粒子の焼結触
媒層を設けたガス検出素子である。
本発明で使用する触媒は周期律表第８属から撰
ばれた少なくとも１種類の金属または金属酸化物
であつて、好ましくはPt，Pd，Rhの金属または
これらの金属酸化物が適当である。
ばれた少なくとも１種類の金属または金属酸化物
であつて、好ましくはPt，Pd，Rhの金属または
これらの金属酸化物が適当である。
また本発明で使用する触媒担体は例えばシリ
カ、アルミナおよびシリカ−アルミナが適当であ
るが、特にγ−アルミナが適当である。
カ、アルミナおよびシリカ−アルミナが適当であ
るが、特にγ−アルミナが適当である。
本発明で使用する触媒担体の特性は粒径５〜
300μｍ、好ましくは10〜150μｍ、比表面積100〜
400m2／ｇ、細孔分布10〜200Å、好ましくは20〜
150Å、細孔容積0.3〜0.5ml／ｇである。
300μｍ、好ましくは10〜150μｍ、比表面積100〜
400m2／ｇ、細孔分布10〜200Å、好ましくは20〜
150Å、細孔容積0.3〜0.5ml／ｇである。
触媒担体の粒径が5μｍより小さいときは空隙
率が小となり担体表面積は小さくなる。
率が小となり担体表面積は小さくなる。
一方触媒担体の粒径が300μｍより大きいとき
は表面積が小さくなり熱安定性がわるくなる。担
持触媒量は担体の重量基準で５％ないし100％で
ある、好ましくは10％ないし50％である。
は表面積が小さくなり熱安定性がわるくなる。担
持触媒量は担体の重量基準で５％ないし100％で
ある、好ましくは10％ないし50％である。
上記担持触媒量は金属酸化物触媒の場合でも金
属として計算した値である。担持触媒量が担体の
重量基準で100％以上の場合には触媒量が過多と
なりシンタリングを起し性能劣化を起す。一方５
％以下となると触媒能を発揮できず、性能劣化を
起す。
属として計算した値である。担持触媒量が担体の
重量基準で100％以上の場合には触媒量が過多と
なりシンタリングを起し性能劣化を起す。一方５
％以下となると触媒能を発揮できず、性能劣化を
起す。
担持触媒量が５ないし100重量％の場合には経
時特性により触媒の劣化現象が起らない。
時特性により触媒の劣化現象が起らない。
素子の表面温度は可燃ガスの酸化反応による燃
焼熱に左右されるので触媒の種類および還元ガス
の種類によつてことなるが、350〜400℃が最適で
ある。この最適表面温度を維持するためには焼結
触媒層の担体特性の他に担体粒径が問題となる。
普通には５〜300μｍであり、好ましくは10ない
し150μｍが適当である。
焼熱に左右されるので触媒の種類および還元ガス
の種類によつてことなるが、350〜400℃が最適で
ある。この最適表面温度を維持するためには焼結
触媒層の担体特性の他に担体粒径が問題となる。
普通には５〜300μｍであり、好ましくは10ない
し150μｍが適当である。
本発明によるガス検出素子の１製法を示せば次
の如くである。
の如くである。
微結晶性アルミナである粒径約60μｍのベーマ
イトアルミナ粒子を電気炉で焼成してγ−アルミ
ナとする。焼成条件は30分毎に50℃の割合で温度
上昇を続け、最終的に700℃で１〜２時間焼成し
てγ−アルミナとなる。
イトアルミナ粒子を電気炉で焼成してγ−アルミ
ナとする。焼成条件は30分毎に50℃の割合で温度
上昇を続け、最終的に700℃で１〜２時間焼成し
てγ−アルミナとなる。
得られたγ−アルミナは比表面積約250m2／ｇ、
細孔分布20−120Å、細孔容積0.45ml／ｇの特性
を有する。
細孔分布20−120Å、細孔容積0.45ml／ｇの特性
を有する。
得られたγ−アルミナ担体の重量基準で約20％
（重量）の白金黒を溶媒を介してγ−アルミナに
添加し乾燥した。得られた乾燥物に乾燥物の重量
の約20％のコロイド状のベーマイトゲルを加えて
ペースト状にし白金コイルの周囲に塗布して被覆
した。
（重量）の白金黒を溶媒を介してγ−アルミナに
添加し乾燥した。得られた乾燥物に乾燥物の重量
の約20％のコロイド状のベーマイトゲルを加えて
ペースト状にし白金コイルの周囲に塗布して被覆
した。
最終にコイルに通電して結合剤のベーマイトを
焼結すれば本発明のガス検出素子が得られる。
焼結すれば本発明のガス検出素子が得られる。
PdおよびRhを添加した素子は長期安定性が改
善される。
善される。
本発明のガス検出素子の適用範囲は例えば無機
質可燃ガス（NH3，H2，CS2，CO等）、飽和炭
化水素（CH4，C3H8，C4H10等）、不飽和炭化水
素（C2H4等）、環状炭化水素（C6H6，C6H5CH3
等）、ケトン類、アルデヒド類、アルコール類な
ど広範囲な可燃性ガスおよび可燃性蒸気である。
質可燃ガス（NH3，H2，CS2，CO等）、飽和炭
化水素（CH4，C3H8，C4H10等）、不飽和炭化水
素（C2H4等）、環状炭化水素（C6H6，C6H5CH3
等）、ケトン類、アルデヒド類、アルコール類な
ど広範囲な可燃性ガスおよび可燃性蒸気である。
本発明のガス検出素子の特徴を説明すれば次の
如くである。
如くである。
(1) 本発明のガス検出素子は焼結触媒であるため
使用上における機械的強度が大きい。
使用上における機械的強度が大きい。
(2) 担体であるベーマイトの焼成を一括して行な
うので均一なγ−アルミナが得られまたサンプ
リング分析によりこの特性が充分に把握でき安
定した素子を作ることができる。
うので均一なγ−アルミナが得られまたサンプ
リング分析によりこの特性が充分に把握でき安
定した素子を作ることができる。
(3) 担体触媒量を重量基準で管理できるので均一
な素子を作ることができる。
な素子を作ることができる。
(4) 長期の熟成期間を必要としない。従来のガス
検出素子では約１ケ月であつたが、本発明のも
のは１〜２日で充分である。
検出素子では約１ケ月であつたが、本発明のも
のは１〜２日で充分である。
(5) 各触媒粒子が充分な触媒能を有しているため
ガス検出素子の形状の大小により異なる熱容量
の相違にもとずく出力変化は僅少である。
ガス検出素子の形状の大小により異なる熱容量
の相違にもとずく出力変化は僅少である。
(6) 個々の担体粒子に触媒を担持させるため従来
法に比較して充分な触媒量を均一に分散させる
ことができる。また担体表面上に過飽和量の触
媒が存在しないため触媒表面温度の過度の上昇
がなくシンタリングが起るおそれもない。従つ
て長期安定性がすぐれ且つ可燃性ガス濃度に対
する出力の直線性が改善される。すなわち触媒
活性の経時変化が少ない（第４図参照）。
法に比較して充分な触媒量を均一に分散させる
ことができる。また担体表面上に過飽和量の触
媒が存在しないため触媒表面温度の過度の上昇
がなくシンタリングが起るおそれもない。従つ
て長期安定性がすぐれ且つ可燃性ガス濃度に対
する出力の直線性が改善される。すなわち触媒
活性の経時変化が少ない（第４図参照）。
(7) 本発明のガス検出素子は深部まで空隙を通つ
てガスが侵入するため触媒有効面積が大きい。
このためガス濃度に対する出力の直線性が改善
され且つ長期安定性が良好である（第５図参
照）。
てガスが侵入するため触媒有効面積が大きい。
このためガス濃度に対する出力の直線性が改善
され且つ長期安定性が良好である（第５図参
照）。
(8) 従来のガス検出素子では各種ガス濃度におけ
る飽和点温度△Ｔは第７図点線で示す如く素子
の表面温度がそれぞれ異なる点で起る。一方本
発明のガス検出素子では飽和点温度が一定であ
る。すなわち第８図点線で示す如く各種ガス濃
度に対しても一定の出力飽和が得られる。
る飽和点温度△Ｔは第７図点線で示す如く素子
の表面温度がそれぞれ異なる点で起る。一方本
発明のガス検出素子では飽和点温度が一定であ
る。すなわち第８図点線で示す如く各種ガス濃
度に対しても一定の出力飽和が得られる。
第１図は従来のガス検出素子の断面図、第２図
は本発明のガス検出素子の全体図、第３図はガス
検出素子の焼結触媒層の断面図、第４図は本発明
のガス検出素子の経時変化を従来のものと比較し
た図、第５図は検出ガス濃度に対するガス検出素
子の出力特性図、第６図は本発明のガス検出素子
の測定回路図、第７図および第８図は各種ガス濃
度におけるガス検出素子の表面温度と出力特性と
の関係を示す図である。 １……触媒、２……担体、３……白金コイル、
４……焼結触媒層、５……結合剤、６……空隙、
７……検出素子、８……フイルター、９……比較
素子、R1，R2……固定抵抗、VR……可変抵抗
器。
は本発明のガス検出素子の全体図、第３図はガス
検出素子の焼結触媒層の断面図、第４図は本発明
のガス検出素子の経時変化を従来のものと比較し
た図、第５図は検出ガス濃度に対するガス検出素
子の出力特性図、第６図は本発明のガス検出素子
の測定回路図、第７図および第８図は各種ガス濃
度におけるガス検出素子の表面温度と出力特性と
の関係を示す図である。 １……触媒、２……担体、３……白金コイル、
４……焼結触媒層、５……結合剤、６……空隙、
７……検出素子、８……フイルター、９……比較
素子、R1，R2……固定抵抗、VR……可変抵抗
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感温抵抗体の周囲に、粒径５〜300μｍの触
媒担体に周期律表第８属から選ばれる少なくとも
１種類の金属または金属酸化物を５ないし100重
量％（金属元素基準）の割合で該触媒担体の表面
を被覆する状態で担持させてなる触媒粒子の焼結
触媒層を設けたことを特徴とする、感温型触媒式
ガス検出素子。 ２ 粒径５〜300μｍの触媒担体に周期律表第８
属から選ばれる少なくとも１種類の金属または金
属酸化物を５ないし100重量％（金属元素基準）
の割合で該触媒担体の表面を被覆する状態で担持
させてなる触媒粒子を、感温抵抗体の周囲に、結
合剤を用いて塗布した後、通電により焼結するこ
とを特徴とする、感温型触媒式ガス検出素子の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4542776A JPS52129592A (en) | 1976-04-23 | 1976-04-23 | Temperature sensor contacting type gas detecting element and preparation method of the element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4542776A JPS52129592A (en) | 1976-04-23 | 1976-04-23 | Temperature sensor contacting type gas detecting element and preparation method of the element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52129592A JPS52129592A (en) | 1977-10-31 |
| JPS6410774B2 true JPS6410774B2 (ja) | 1989-02-22 |
Family
ID=12718978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4542776A Granted JPS52129592A (en) | 1976-04-23 | 1976-04-23 | Temperature sensor contacting type gas detecting element and preparation method of the element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52129592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004111628A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2006-07-20 | 理研計器株式会社 | 接触燃焼式ガスセンサ、及びその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449857U (ja) * | 1990-09-01 | 1992-04-27 | ||
| JP2014194353A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Yazaki Energy System Corp | ガス検知素子、及び、接触燃焼式ガスセンサ |
| JP6574472B2 (ja) * | 2017-12-13 | 2019-09-11 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | ガス検知素子、及び、接触燃焼式ガスセンサ |
| JP2019113423A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 新コスモス電機株式会社 | 接触燃焼式水素ガスセンサ及びそれを備えた車両 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50131591A (ja) * | 1974-04-04 | 1975-10-17 |
-
1976
- 1976-04-23 JP JP4542776A patent/JPS52129592A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004111628A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2006-07-20 | 理研計器株式会社 | 接触燃焼式ガスセンサ、及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52129592A (en) | 1977-10-31 |
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