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WO3膜を用いた車載型NO2センサの実用化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J40224
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

吉村 志聡 (孟 志聡)  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords化学センサ / ガスセンサ / 酸化タングステン / マイクロセンサ / NO_2検知 / 結晶構造 / 酸化タングステン結晶
Research Abstract

これまでの研究結果を踏まえ、25年度はまずWO_3薄膜センサの長期安定性とNO_2センサ応答の安定性について検討を行った。次に、純度と結晶性に優れるキュービック状単斜晶WO_3と六角形状六方晶WO_3粒子を合成し、FE-SEM、XRD、TEM、BET測定によりキャラクタリゼーションを行った。また、単斜晶と六方晶WO_3粒子用いた薄膜センサのNO_2応答特性について考察し、WO_3結晶構造の解析とガス吸着機構について検討した。
25年度には以下に示す研究成果が得られた。
1. 自動車排ガスの湿度条件を考慮したセンサの長期安定性とNO_2測定におけるセンサ感度の安定性について検討した。湿潤雰囲気でNO_2に対するWO_3センサの応答が低下するが、一定の水分濃度における応答の安定性を保っていることが分かった。
2. 沈殿法と水熱合成の反応条件を調整することによって、純度と結晶性に優れるキュービック状と六角形状WO_3の合成に成功した。キュービック状(単斜晶)と六角形状(六方晶)WO_3粒子用いた薄膜センサのNO_2応答特性を調査し、WO_3の粒子形態及び結晶系の違いとNO_2応答特性の関連性について検討した。
3. XPS測定及び^1H_2MAS NMR測定より、単斜晶と六方晶WO_3の結晶構造の違いを明らかにした。異なる結晶構造のWO_3粒子のガス吸着機構について理論的検討を行った。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Gas detection model of carbon nanotubes array sensor2013

    • Author(s)
      T. Hashishin, M. Omae, Z. Meng, K. Kojima, and J. Tamaki
    • Journal Title

      Chemical Sensors

      Volume: 29 Pages: 103-105

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study of High Functional WO_3 Film Sensors for Practical NO_2 Detection2013

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Hashishin, J. Tamaki, K. Kojima
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 538 Pages: 308-311

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.538.308

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of thin-film WO_3 sensors and their sensing properties to dilute NO_22012

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Hashishin, J. Tamaki, K. Kojima
    • Journal Title

      The Proceedings of IEEE SENSORS 2012

      Pages: 6411090-6411090

    • DOI

      10.1109/icsens.2012.6411090

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structural Features of Multi-Walled Carbon Nanotubes For Polymer Electrolyte Fuel Cells2012

    • Author(s)
      T. Hashishin, Z. Meng. S. Kitamura, R. Yamamoto, N. Hamaguchi, J. Tamaki, K. Kojima
    • Journal Title

      Proc. of Int. Fuel Cell Workshop 2012

      Pages: 229-232

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] NO_2 adsorption properties on various WO_3 crystals and relation with their sensing properties2011

    • Author(s)
      Z.Meng, C.Kitagawa, T.Hashishin, J.Tamaki
    • Journal Title

      IOP Conf.Series : Materials Science and Engineering

      Volume: 18 Issue: 21 Pages: 212009-212009

    • DOI

      10.1088/1757-899x/18/21/212009

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] NO_2 sensing properties of hydrothermally prepared WO_3 particles2014

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Sanada, T. Hashishin, J. Tamaki, and K. Kojima
    • Organizer
      The 15^<th> IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県)
    • Year and Date
      2014-08-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Pt-loaded WO_3 photocatalysts with different types of morphology and degradation of organic compounds2014

    • Author(s)
      A. Fujii, Z. Meng, T. Hashishin, C. Yogi, T. Sanada, and K. Kojima
    • Organizer
      The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7)
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2014-06-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 水熱合成によるWO_3結晶形態の制御とNO_2検知特性評価2014

    • Author(s)
      吉村(孟) 志聡, 橋新 剛, 眞田 智衛, 玉置 純, 小島 一男
    • Organizer
      電気化学会第81回大会・第56回化学センサ研究発表会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府)
    • Year and Date
      2014-03-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] WO_3 gas sensors for dilute NO_2 detection : influence of crystalline morphologies and structures2014

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Sanada, T. Hashishin, J. Tamaki, and K. Kojima
    • Organizer
      Workshop of Advanced Nanocrystals and Processing towards Low Carbon Society 2014 (WANP-LCS2014)
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2014-02-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] カーボンナノチューブアレイガスセンサのガス検知モデル2013

    • Author(s)
      橋新 剛, 大前 政輝, 吉村(孟) 志聡, 小島 一男
    • Organizer
      第55回化学センサ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-09-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Visible light driven photocatalysts of platinum-loaded tungsten trioxides with different types of morphology2013

    • Author(s)
      A. Fujii, Z. Meng, T. Sanada, T. Hashishin. and K. Kojima
    • Organizer
      The IUMRS (the International Union of Materials Research Societies) International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM)
    • Place of Presentation
      Qingdao, China
    • Year and Date
      2013-09-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt担持WO3光触媒の作製とアセトアルデヒド分解性能評価2013

    • Author(s)
      藤井 亜耶, 吉村(孟) 志聡, 眞田 智衛, 小島 一男
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学(長野県)
    • Year and Date
      2013-09-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 水熱合成で作製したWO_3センサ膜の結晶構造変化がNO_2応答特性に与える影響2013

    • Author(s)
      吉村(孟) 志聡, 藤井 亜耶, 橋新 剛, 眞田 智衛, 玉置 純, 小島 一男
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学(長野県)
    • Year and Date
      2013-09-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt担持WO_3の作製と光触媒活性評価2013

    • Author(s)
      藤井亜耶、吉村(孟)志聡、絹田啓人、横溝裕司、可須水綾、眞田智衛、小島一男
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学・滋賀県
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of morphology-controlled tungsten trioxide for dilute NO_2 detection2013

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Hashishin, J. Tamaki, K. Kojima
    • Organizer
      6^<nd> International Symposium on Nanostructures
    • Place of Presentation
      立命館大学・滋賀県
    • Year and Date
      2013-03-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of thin-film WO_3 sensors and their sensing properties to dilute NO_22012

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Hashishin, J. Tamaki, K. Kojima
    • Organizer
      IEEE SENSORS 2012
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2012-10-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] WO_3薄膜型センサの作製とNO_2検知特性評価2012

    • Author(s)
      吉村(孟)志聡、橋新剛、玉置純、小島一男
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第25回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学・愛知県
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of high functional WO_3 film sensors for practical NO_2 detection2012

    • Author(s)
      Z. Meng, T. Hashishin, J. Tamaki, K. Kojima
    • Organizer
      2^<nd> International Conference on Optical, Electronic and Electrical Materials
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2012-08-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 水熱合成によるWO_3結晶形態の制御及び高感度NO_2センサの実用化研究2011

    • Author(s)
      吉村(孟), 志聡
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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