2016 Fiscal Year Research-status Report
セルフクリーニングpH電極ならびにディスポーザブルpH電極の開発
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15K06439
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
橋本 忠範 三重大学, 工学研究科, 准教授 (10271016)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
那須 弘行 三重大学, 工学研究科, 准教授 (20189179)
石原 篤 三重大学, 工学研究科, 教授 (60212908)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | pH電極 / ガラス電極 / 金属電極 / 撥水性 / 酸化鉄 / 酸化ビスマス / ガラス形成酸化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルフクリーニングpH電極に関して，Fe2O3-Bi2O3-B2O3，Fe2O3-Bi2O3-SiO2，Fe2O3-Bi2O3-GeO2，Fe2O3-Bi2O3-P2O5ガラスのpH感度の組成依存性を調べた。Fe2O3-Bi2O3-B2O3，Fe2O3-Bi2O3-SiO2ガラスの場合，少量（1mol%程度）のガラス形成酸化物の添加で，pH感度が急激に上昇した。一方，Fe2O3-Bi2O3-GeO2，Fe2O3-Bi2O3-P2O5ガラスの場合，高いpH感度を得るのに10-20mol%のガラス形成酸化物の添加が必要であった。また，Fe2O3-Bi2O3-GeO2ガラスでは高いpH感度と高い接触角（撥水性）の両立が実現できた。
H29年度に予定していたMxOy-Bi2O3-B2O3ガラスに関して，前倒しで研究をしたところ，ガラス形成能が低いあるいは比抵抗が高いなどの理由により，MxOyとしてはこれまで用いていたFe2O3が最適であると判断した。
ディスポーザブル電極に関して，Fe2O3などの第一遷移系列の遷移金属酸化物コートSUS電極は未コートのSUS電極よりpH感度が高かった。また，コートしていないSUS電極は500度で24時間熱酸化膜を形成することによってもpH感度が上昇することがわかった。さらに，Alなどの他の金属電極を用いたところ下地となる金属のpH感度の影響が非常に大きいことがわかった。現時点では，金属として元々pH感度がある程度高い，SUSが最適であると判断した。
いくつかのSUS管を入手し，ゾルーゲルコート条件の検討を行い，SUS板と比較してコートは困難であるが，pH応答を評価できるレベルの電極の作製に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セルフクリーニングpH電極に関して，H27年度とH28年度の内容を入れ替えて進める予定であった。
しかし，Fe2O3-Bi2O3-GeO2に関する結果が大変良好であったため，H28年度はFe2O3-Bi2O3-GeO2についての詳細な組成依存性の研究を行った。そのためFe2O3-ZnO-B2O3に関しては行わなかった。
ディスポーザブル電極に関して，順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
セルフクリーニングpH電極に関して，H29年度分に関してはH28年度に完了した。H28年度の結果からB2O3含有ガラスよりGeO2含有ガラスの方が，pH感度と接触角に関して優れているという結果が得られたので，Fe2O3-MxOy-GeO2を中心に実験を進めることにする。
ディスポーザブル電極に関して，予定通りpH深さ方向測定の実験を進める。
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| Causes of Carryover |
研究の進展としては特に問題はなかったが，H28年度での優先順位が下がったため，SUS電極等の加工用の小型精密切断機の購入（50万円）を見送った。一方，研磨治具の更新（20万円）などで10万円程の残額を生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H29年度の予算の大部分は小型精密切断機（49万円）の購入に充てる。
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