サブ-ppmレベルのHClガスを検出するオプティカルガスセンサ素子の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680509
• Research Institution: Niihama National College of Technology
• Principal Investigator: 中川 克彦 新居浜工業高等専門学校, 教授 (40149977)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 主計 新居浜工業高等専門学校, 生物応用化学科, 助手 (00300640) ; 田渕 研三 新居浜工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (00044090)
• Keywords: Optochemical sensor / Hydrogen chloride / Tetraphenylporphyins / Gas sensor / UV-vis spectrum / Environmental monitoring

Research Abstract

1)ポリマーマトリックスの合成について:我々のグループで見い出した水-有機2相系で開始剤に塩化テトラブチルアンモニウム(TBACl)-Na_2S_2O_4-CCl_4を用いて、酢酸ビニル(VAc)、アクリロニトリル、スチレン(St)及びメタクリル酸メチル(MMA)の重合を行うと、酢酸ビニルを用いた場合がもっとも良く重合し、次いでアクリロニトリル、MMAの順に重合率が減少し、Stを用いた場合には全く重合しなかった。両末端に-CCl_3を有するポリ酢酸ビニルを用いてアクリル酸エステル(AA)とのブロック共重合体を合成を検討するが、AAの重合率が低いためGPC分析によりブロック効率が低くなることが分かった。
2)色素の合成及びセンサ特性について:テトラフェニルポルフィリン(TPPH_2)に種々の電子供与性置換基を導入したTPPH_2誘導体を合成した。そして、1)で合成したホモポリマー等とこれらのポルフィリンを用いた複合膜(センサ素子)のHClガス濃度に対するセンサ感度、応答速度や復帰速度等のセンサ特性を検討すると、(1)VAcはAA系高分子と同様に、ガスに対する応答・回復性が速くなることが分かった。(2)一方、ポルフィリンの置換基効果については、ガスに対する応答・回復性については、電子供与性置換基であるアルコキシル基の方が水酸基より速いことがわかった。さらに、枝分かれ構造を有する電子供与性置換基は非常に速い回復を示し、TPPH_2とほぼ同じ回復速度を示した。
3)研究の総括:これまでの研究結果を総括し、第8回化学センサ国際会議(7月3-5日、バーゼル/スイス)において口頭発表する共にSensors and Actuators Bへ投稿し現在印刷中である。

Research Products

• [Publications] K.NAKAGAWA,Y.SADAOKA, et al.: "OPTOCHEMICAL HCl GAS DETECTION USING ALKOXY SUBSTITUTED TETRAPHENYLPORPHYRIN-POLYMER COMPOSITE FILMS.EFFECTS OF ALKOXY-CHAIN LENGTH ON SENSING CHARA CTERISTICS"Sensors and Actuators B,. (in press.). (2001)
• [Publications] H.SUPRIYATNO,K.NAKAGAWA, et al.: "OPTOCHEMICAL HCI GAS DETECTION USING mono-SUBSTITUTED TETRAPHENYLPORPHIN-POLYMER COMPOSITE FILMS"Sensors and Actuators B,. (in press.). (2001)