1994 年度実績報告書

環境汚染ガスを選択的に検知するセラミックセンサの作製

研究課題

研究課題/領域番号	05558003
研究機関	京都府立大学
研究代表者	金井宏俶京都府立大学, 生活科学部, 教授 (40026050)
研究分担者	小林久芳京都府立大学, 生活科学部, 講師 (40128690) 細川健次京都府立大学, 生活科学部, 助教授 (00046450)
キーワード	CVD法 / 酸化チタン / 複合酸化物 / 化学センサ / 密度汎関数法 / 酸化マグネシウム / 吸着酸素 / ヒドロキシアパタイト
研究概要	1 酸化物セラミックセンサが環境汚染ガスの一酸化炭素、酸化窒素に対しセンサ機能をもつにはそれらが酸素と反応することによって抵抗(伝導度)が変化することを利用する。昨年に続いてセンサの対象になる金属酸化物上における酸素の挙動を調べることによってスクリーニングした。ゾルゲル法によってTiO_2-SiO_2,V_2O_5-SiO_2,TiO_2-SnO_2系を調製し、酸素の挙動をESRで追究した。TiO_2-SiO_2系においては、Ti含量が少ないときTiO_2は正四面体を、Ti含量が50mol%以上になると正八面体構造をとることがX線吸収法で分かった。TiO_2-SiO_2を400℃で加熱処理すると酸素は室温で吸着しO_2^-を生成した。このO_2^-はCOとは室温では反応しないが、200℃ではチタン含量が多いTiO_2-SiO_2が反応することが分かった。COセンサ機能を調べている。 2 歯骨材であるヒドロキシアパタイト(Ca/P=1.65)を前もって600-700℃に加熱排気しておき、室温で酸素と接触させるO_2^-種を生成した。この吸着酸素種はTiO_2-SiO_2系の場合と違って吸着、脱着を繰り返すことから、可逆であることが分かった。O_2^-種は室温でCOと反応するが、反応物は脱着しない。繰り返し反応がおこるには100℃以上の温度が必要であった。 3 酸素が金属酸化物にどのように吸着し、一酸化炭素、酸化窒素などと反応するかを密度汎関数法による分子軌道法を用いてシミュレートした。MgO,TiO_2-SiO_2表面での酸素吸着はともにend-on型よりside-on型で吸着する方が安定で、実験結果と一致することが分かった。 4 ひとつのセンサで多種類のガスを同時センシングできるシステムを作ることを試みている。そのためにいろいろなガスの酸化物センサ上での吸着プロファイル(伝導度-温度)をコンピュータ処理できるプログラムを尚作成中である。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] T.Ito,H.Kanai,T.Nakai,and S.Imamura: "State of Titanium in the Ti-containg Silica and Silicalite Catalysts in Relation to Their Oxidation Activity" Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 52. 421-428 (1994)
[文献書誌] S.Imamura,T.Nakai,H.Kanai and T.Ito: "Titanium Sites of Titania-Silica Mixed Oxides for Epoxidation Activity and Lewis Acidity" Catalysis Letters. 28. 277-282 (1994)
[文献書誌] H.Kobayashi,D.R.Salahub,T.Ito: "Dissociative Adsorption of Hydrogen Molecule on MaO Surfaces by Density Functional Method" J.Physical Chemistry. 98. 5487-5492 (1994)
[文献書誌] O.Ito,K.Ohashi,and H.Kobayashi: "Electronic Structure Analysis of Oxygen Chemisorption on a Fe Surface" Surface Science. 317. 203-210 (1994)
[文献書誌] H.Kanai,T.Sone,Y.Nishimura,T.Yosikawa,and S.Yoshida: "Photooxidation of 2-Propanol and Propene over V_2O_5/SiO_2 Prepared by a CVD Method" J.Chemical Society,Faraday Transactions. 91. in press (1994)
[文献書誌] S.Imamura,T.Nakai,H.Kanai and T.Ito: "Effect of Tetrahedral Ti in Titania-Silica Mixed Oxides on Epoxidation Activity and Lewis Acidity" J.Chemical Society,Faraday Transactions. 91(in press). (1995)
[文献書誌] S.Yoshida,S.Sakaki,and H.Kobayashi: "Electronic Processes in Catalysis" Kodansha, 284 (1994)

1994 年度 実績報告書

環境汚染ガスを選択的に検知するセラミックセンサの作製

研究代表者

金井 宏俶 京都府立大学, 生活科学部, 教授 (40026050)

研究成果

[文献書誌] T.Ito,H.Kanai,T.Nakai,and S.Imamura: "State of Titanium in the Ti-containg Silica and Silicalite Catalysts in Relation to Their Oxidation Activity" Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 52. 421-428 (1994)

[文献書誌] S.Imamura,T.Nakai,H.Kanai and T.Ito: "Titanium Sites of Titania-Silica Mixed Oxides for Epoxidation Activity and Lewis Acidity" Catalysis Letters. 28. 277-282 (1994)

[文献書誌] H.Kobayashi,D.R.Salahub,T.Ito: "Dissociative Adsorption of Hydrogen Molecule on MaO Surfaces by Density Functional Method" J.Physical Chemistry. 98. 5487-5492 (1994)

[文献書誌] O.Ito,K.Ohashi,and H.Kobayashi: "Electronic Structure Analysis of Oxygen Chemisorption on a Fe Surface" Surface Science. 317. 203-210 (1994)

[文献書誌] H.Kanai,T.Sone,Y.Nishimura,T.Yosikawa,and S.Yoshida: "Photooxidation of 2-Propanol and Propene over V_2O_5/SiO_2 Prepared by a CVD Method" J.Chemical Society,Faraday Transactions. 91. in press (1994)

[文献書誌] S.Imamura,T.Nakai,H.Kanai and T.Ito: "Effect of Tetrahedral Ti in Titania-Silica Mixed Oxides on Epoxidation Activity and Lewis Acidity" J.Chemical Society,Faraday Transactions. 91(in press). (1995)

[文献書誌] S.Yoshida,S.Sakaki,and H.Kobayashi: "Electronic Processes in Catalysis" Kodansha, 284 (1994)

1994 年度実績報告書

金井宏俶京都府立大学, 生活科学部, 教授 (40026050)