研究課題
高次構造制御では、酸化スズの水熱処理条件を詳細に検討した結果、粒子径が異なる酸化スズゾルの作製に成功し、これを用いた薄膜型センサにおいてメソポア導入によるガス拡散性の有効性を評価した。つまり、分子径が水素よりも大きな硫化水素を用いて、酸化スズの粒子径とガスセンサの感度との関係を調べたところ、粒子径の増大に従い、感度が著しく増大すること、これがガス拡散性に関係することを確認した。次に、センサ素子の高次構造を添加物により制御することも試みた。酸化スズゾルに分子量の異なるポリエチレングリコールを添加した薄膜センサを高温で熱処理することにより薄膜中にポア構造を導入したところ、膜厚の増大に従い、センサ感度が増大すること、センサ感度が導入したポア径に依存することなどを明らかにした。増感剤を担持した高次構造体の調製では、酸化コバルトを担持した酸化スズの一酸化炭素ガスセンサにおいてこれまでに報告例のない極めて高いセンサ感度が発現することを見出し、これがボールミルにより導入されたメソポア孔によることを、試料調製条件の検討および微細構造の評価により確認した。さらに、この酸化コバルトを担持した酸化スズの一酸化炭素ガスセンサに10nm以下の金微粒子を担持することにより、一酸化炭素ガスの選択性も向上することを見出した。不純物をドープした酸化スズゾルの調製では、酸化ランタンを担持した酸化スズのエチレンオキシドガスセンサにおいて酸化ランタン添加に伴う電気抵抗の上昇を抑制するために酸化スズにアンチモンをドープし、低温においても高感度の測定ができることを示した。また、酸化スズ以外の酸化物として酸化チタンを検討し、水熱処理により高温でも安定な感度を示すこと、また水熱処理をした酸化チタンにもコロイド吸着による貴金属担持が可能であること、などを明らかにした。
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