高性能イオン・ガスセンサの開発

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61127007
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 石橋 信彦 九大, 工学部, 教授 (00037673)
• 研究分担者: 松尾 正之 東北大学, 工学部, 教授 (50005170) ; 笛木 和雄 東京大学, 工学部, 教授 (80010750) ; 中川 元吉 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00024183) ; 庄野 利之 大阪大学, 工学部, 教授 (30083976) ; 塩川 二朗 大阪大学, 工学部, 教授 (50028916)
• キーワード: イオンセンサ / ガスセンサ / クラウンエーテル / リン酸ガラス / マイクロバルブ / 光ファイバー / レーザー / 固体電解質

研究概要

本研究では、種々のセンサ材料の合成と検索及びその特性の検討を行い、高度の性能と機能をもつイオンセンサ並びにガスセンサの開発を行った。
高性能イオンセンサ o-ニトロフェニオクチルエーテルで可塑化したPVC膜を感応膜とするイオン性界面活性剤電極を開発し、高速液体クロマトグラフ用検出器としての有用性を示した。ニュートラルキャリアとしてジベンジル-14-クラウン-4を用いて【Na^+】よりも【Li^+】に約800倍高感度な【Li^+】選択性電極を開発した。またビス(モノアザクラウン)化合物を合成しその【Na^+】選択性を評価した。また、モル比で【Ag_2】0 10%:【P_2】【O_5】 55%:Pb0 25%:【Al_2】【O_3】 10%のリン酸ガラスを感応膜とした【Cl^~】,【I^~】,【NO_3】~などの陰イオンに応答するガラス電極を開発し、陰イオンクロマトグラフ用検出器としての有用性を示した。さらに、ピエゾアクチュエータをアクチュエータとして用いた気体用マイクロバルブと、形状記憶合金コイルとバイアスバネをアクチュエータとして液体用マイクロバルブを試作し、これを用いた超小型血液pHモニタシステムを開発した。
高性能ガスセンサ 多環芳香族化合物を分散した耐熱性シリコン樹脂膜を光ファイバーの先端に取り付け、レーザー励起蛍光法に基づく光酸素センサを開発し、室温〜130°Cにおける酸素濃度計測に有用なことを示した。硫酸ナトリウム-硫酸イットリウム-二酸化ケイ素系固体電解質を用いて10ppmから1%までの広い濃度範囲で優れた性能を示す【SO_2】ガスセンサを開発し、【CO_2】,Arなどの【SO_2】検出に及ぼす影響について調べた。 また、Pt/安定化ジルコニア電極系における【O_2】/Arガス系とCO/【CO_2】ガス系の反応速度の違いを利用して、三種類のガス種を識別する固体電解質センサの開発を行った。さらに、La【F_3】単結晶を用いた室温動作型酸素センサを開発した。本素子を水蒸気気流中で処理すると応答時間が約90分から約2分まで短縮されることを見出だし、処理効果の解明を行った。

研究成果

• [文献書誌] N.Ishibashi;T.Masadome;T.Imato: Anal.Sco.,. 2. 487-488 (1985)
• [文献書誌] Y.Kawabata;T.Imasaka;N.Ishibashi: Talanta. 33. 281-283 (1986)
• [文献書誌] Y.Kawabata;K.Tsuchida;T.Imasaka;N.Ishibashi: Anal.Sci.,. 3. 7-9 (1987)
• [文献書誌] T.Masadome;T.Imoto;N.Ishibashi: Anal.Sci.,.
• [文献書誌] N.Imanaka;Y.Yamaguchi;G.Adachi;J.Shiokawa: J.Electrochem.Soc.,. 133. 1026 (1986)
• [文献書誌] N.Imanaka;Y.Yamaguchi;G.Adachi;J.Shiokawa: J.Electrochem.Soc.,. 133. 1757 (1986)
• [文献書誌] H.Sakamoto;K.Kimura;Y.Koseki;T.Shono: J.Org.Chem.,. 51. 4974 (1986)
• [文献書誌] K.Kimura;H.Yano;S.Kitazawa;T.Shono: J.Chem.Soc. Perkin Trans.1945 (1986)
• [文献書誌] 木村恵一,大石英樹,坂本英文,庄野利之: 日本化学会誌.
• [文献書誌] A.Yuchi;H.Hotta;H.Wada;G.Nakagawa: Bull.Chem.Soc.Jpn.,. 60.
• [文献書誌] A.Yuchi;K.Ueda;H.Wada;G.Nakagawa: Anal.Chim.Acta. 186. 313-318 (1986)
• [文献書誌] T.Ishigaki;S.Yamauchi;K.Fueki;H.Iwahara: Solid State Ionics. 21. 239-241 (1986)
• [文献書誌] 松尾正之,江刺正喜,魚秀海,崔世崑: 信学技報. SSP86-56. 59-66 (1986)
• [文献書誌] S.Shoji;M.Esashi;T.Matsuo: 2nd Int.Nat.Meet.Chemical Sensors. 550-553 (1986)
• [文献書誌] 三浦則雄,加藤寛,金子浩昭,山添昇: 日本化学会誌. 435-440 (1986)
• [文献書誌] 山添昇: センサ技術. 6. 25-30 (1986)
• [文献書誌] N.Yamazoe;J.Hisamoto;N.Miura;S.Kuwata: Pro.2nd Int.Meet.Chemical Sensors. 289-292 (1986)
• [文献書誌] N.Miura;H.Kato;N.Yamazoe;T.Seiyama: Fundamentals and Application of Chemical Sensors. 204-214 (1986)
• [文献書誌] 石橋信彦 著,清山哲郎 監修: "化学センサ実用便覧第 章イオン電極センサ,第3章化学センサの特徴と使用法" フジ・テクノシステム, (1986)
• [文献書誌] 山添昇,三浦則雄: "「バイオテクノロジセンサ¨ガスセンサ" 共立出版, 30 (1986)