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1989 年度 研究成果報告書概要

イオン交換膜・電極複合体を用いた酸素センサ-の開発

研究課題

研究課題/領域番号 62850144
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 工業物理化学・複合材料
研究機関京都大学

研究代表者

小久見 善八  京都大学, 工学部, 助教授 (60110764)

研究分担者 金村 聖志  京都大学, 工学部, 助手 (30169552)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
キーワードセンサ- / 酵素 / SPE / 溶存酵素 / プラズマ / 酵素透過膜
研究概要

検出電極、透過膜を結合させるイオン交換膜として化学的、熱的に安定なナフィオンを選び、この表面に多孔性の白金を吸着還元成長法による無電解めっきで電極として接合させてSPE電極を作製した。このSPE電極の電極表面に酵素透過層を被覆た。透過層には化学的安定性の高いペルフルオロ系のポリマ-とポリエチレン膜を用いた。ナフィオン膜の上に多孔質白金を析出させた上に暑さ10〜30μmのポリエチレン膜を熱圧着してセンサ-を作製した。このセンサ-は気相で酵素分圧0.5atmまで酵素分圧に比例した酵素の還元電流を示した。このセンサ-は2000時間以上に亘って安定した性能を示した。
ナフィオン粒子を用い、この表面に白金を析出させた後、ペルフルオロ系のポリマ-で被覆した。被覆層の作製にはプラズマ重合法を採用した。プラズマ重合にはヘキサフルオロプロピレンをモノマ-として用いた。RF電力10〜50W、圧力0.5〜Torr,モノマ-流量2〜5m1/minの範囲で良好な透過膜が得られた。この場合基板はプラズマ電極から約2cm離れたアフタ-グロ-領域に置くことが望ましい。この方法によってセンサ-部分の直径約1.2mmのセンサ-を作製することができた。このセンサ-もNafion膜を用いたセンサ-と同様の性能を示した。この結果からこの方法によってさらに小型化したマイクロセンサ-を作製できることが確認された。膜型センサ-を用いて溶存酵素を検出する場合のセンサ-の応答速度を過渡電流法によって測定した。その結果、90%応答時間は約2.5分となり、理論から予想される2〜3秒よりも著しく長くなった。このセンサ-を溶液中で使用するとの境界層の生成に注意する必要がある。

  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 小久見善八: "Preparation and Characterization of Ultra-Thin Fillms Having Fixed Sulfonic Acid Groups with Only One Mobile Species." Jounal of Electrochemical Society. 137. 29-34 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小久見善八: "Proparation and Characterization of Solid Polymer Electrlte Having Fixed Carboxy Acid Groups with single Mobile Species." Solid State Ionics. (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小久見善八: "Modification of Ion Exchange Membrane Surface Surface by Plasma Process Part 1.H^+ Ion Perm-Selective Membrane from Nafion." Jounal of Electrochemical Society. 137. (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小久見善八: "Modification of Ion Exchange Membrane Surface by Plasma Process Part 2.Mono-valent Cation Perm-Selective Membrane from Nafion" Jounal of Membrane Science.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小久見善八: "An Oxygen Sensors Composed of Tightly Stacked Membrane/Electrode/Electrolyte" Chemistry Letters.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Zempachi OGUMI: "Preparation and Characterization of Ultra-Thin Films Having Fixed Sulfonic Acid Groups with Only One Mobile Species." Journal of Electrochemical Society, Vol.137, pp.29-34, (1990).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Zempachi OGUMI: "Preparation and Characterization of Solid Polymer Electrlte Having Fixed Carboxylic Acid Groups with single Mobile Species." Solid State Ionics (1990).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Zempachi OGUMI: "Modification of Ion Exchange Membrane Surface by Plasma Process Part 1. H^+ Ion Perm-Selective Membrane from Nafion." Journal of Electrochemical Society, Vol.137, No.5 (1990).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Zempachi OGUMI: "Modification of Ion Exchange Membrane Surface by Plasma Process Part 2. Mono-valent Cation Perm-Selective Membrane from Nafion" Journal of Membrane Science.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Zempachi OGUMI: "An Oxygen Sensors Composed of Tightly Stacked Membrane/Electrode/Electrolyte" Chemistry Letters.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1993-03-26  

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