2010 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
09F09606
|
Research Institution | National Institute for Materials Science |
Principal Investigator |
ELSAFTY Sherif 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料萌芽ラボ, 主幹研究員
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NGUYEN Hoa Duc (独)物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料萌芽ラボ, 外国人特別研究員
|
Keywords | mesoporous / nanorods / nanowires / gas sensors / VOCs / Co_3O_4 / metal oxide semiconductors |
Research Abstract |
有毒ガスや揮発性有機化合物(VOC)による環境汚染は、オゾン層の減少・地球温暖化・気候変動を引き起こし、人間の健康に悪影響をおよぼす等、近年注目される地球規模の問題の一つである。そのような有毒で危険なガスを検知するガスセンサーの開発は、危険物質への過剰暴露を防ぎ、また環境汚染物質の量を減らすために欠かすことのできないものである。今回、次に焦点を当てて研究をすすめた。 1.生態制御能力を用いて金属酸化膜半導体(Co_3O_4, ZnO, WO_3, CuO, TiO_2)にナノ構造を作成する簡単な方法の開発 2.合成物質のガス検知特性の調査、および有毒ガス(VOCs, NO_x, CO, NH_3, SO_2, H_2S)を検知する為のセンサー作業環境の最適化 3.ガスセンターをベースとした金属酸化物ナノワイヤー・ナノロッドの検知メカニズムに関する理解 4.環境モニタリング用のチップ作成に係わるいろいろな装置の統合 ナノ粒子・ナノシート・ナノワイヤー・ナノロッドとメソ多孔性構造を有する様々な金属酸化物(Co_3O_4, WO_3, ZnO, TiO_2, Al_2O_3)の簡易化学的合成方法を開発した。i)熱水とii)テンプレート支援方法を用いて大量な材料を作成し、その合成物質は高分解能透過電子顕微鏡法(HRTEM)・走査型透過電子顕微鏡法(STEM)・エネルギー分散分光法(EDS)・X回線・窒素ガスの吸脱着等温線等の高度な技術を駆使して特性付けされた。その結果、これらの合成物質は高結晶度および高比表面積を有し、ガスセンサーへ応用に適していることが判明した。 1.センサーによって揮発性有機化合物や有毒ガス(NO_2,CO)を検知することができる圧膜技術を使っていろいろなガスセンサーを開発した。揮発性有機化合物センサーは、メソ・マクロ多孔性Co_3O_4ナノロッドを用いて成功し、ナノ粒子と多孔板のそれぞれにおいて7.1倍、4倍と高い反応を得た。 2.揮発性有機化合物の検知には、Co_3O_4ナノロッドをベースとしたガスセンサーの検知メカニズムを提案する。その他のガス検知センサーについては、現在研究を進めているが、ガス感度やセンサーの選択性を高めるためナノロッドやナノワイヤーの表面を機能的にする必要がある。
|
Research Products
(4 results)