2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly sensitive and selective VOC sensing technology based on the dynamic adosorption/combustion behavior
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21H01626
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
兵頭 健生 長崎大学, 工学研究科, 教授 (70295096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 太郎 長崎大学, 工学研究科, 助教 (10524928)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / 吸着燃焼式 / ダイナミック応答 / 触媒 / 酸化活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，「Ptと他の貴金属」や「Pdと種々の金属酸化物」を共担持したγアルミナを触媒とした吸着燃焼式ガスセンサの応答特性（吸着温度(AT)：150-400℃，パルス加熱温度：450℃）を評価した。まず，PtあるいはPdのみを担持したところ，エタノールに対しては両方とも大きくダイナミック応答 (DR) したのに対して，アセトンに対してはPt担持したものしかDRしなかった。アセトンに対して大きなDRしたPt系センサに着目し，Ptに他の貴金属を共担持することでアセトン応答の更なる向上を目指した。アセトンに対するDRはPd, Au, Rh, Ir を共担持することで向上し，なかでも，Pdと共担持することで最大のDRを示した。なお，アセトンに対するDRはATが200℃で最大値を示した。一方，エタノールに対するDRは、Pd, Au, Rhを共担持することで向上した。また、エタノールに対するDRは，すべてのセンサでATが高くなるとともに減少した。ただし，このPtとPdとの共添加系においては，アセトン応答に比べてエタノール応答への改善効果のほうが大きかった。そこで，アセトンに対してDRが小さかったPd系に着目し、これに金属酸化物を共担持することでアセトンに対するDRの改善を試みた。いずれの金属酸化物添加系においても，アセトンに対するDRはATを高くすること改善した。その値はATが250～300℃で最大値を示し，酸化鉄，酸化ニッケル，酸化セリウムあるいは酸化コバルトを共担持した場合にDRが大きく向上した。一方，エタノールに対するDRは，酸化鉄，酸化ガドリニウムあるいは酸化ニッケルを共担持することで改善し，ATが200～250℃で最大の応答値を示した。十分なアセトン選択性は得られていないが，共担持する材料やセンサ作動条件をさらに最適化することでアセトン応答が改善すると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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