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低濃度ガスの検出方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P120007630
掲載日 2012年5月31日
出願番号 特願2009-124040
公開番号 特開2010-271224
登録番号 特許第5305393号
出願日 平成21年5月22日(2009.5.22)
公開日 平成22年12月2日(2010.12.2)
登録日 平成25年7月5日(2013.7.5)
発明者
  • 増田 秀樹
  • 猪股 智彦
  • 澤木 琢
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 低濃度ガスの検出方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】水晶振動子上に保持された金属錯体内包ゼオライトの特性を効果的に利用して低濃度ガスを検出する方法、該方法に用いられるセンサおよびその構成要素を提供する。
【解決手段】本発明の低濃度ガス検出方法では、水晶振動子14上に金属錯体内包ゼオライト(例えば、コバルトフタロシアニン錯体内包ゼオライト)を有する振動素子12に、検出対象ガスの濃度が50ppm以下である被測定ガスGを供給する。そして、振動素子12の有する金属錯体内包ゼオライトに検出対象ガスが吸着することによる水晶振動子14の共振周波数の変化を通じて検出対象ガスを検出する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


水晶振動子マイクロバランス(Quartz Crystal Microbalance;QCM)法に基づくセンサが知られている。この種のセンサは、水晶振動子の表面に物質が付着すると水晶振動子の共振周波数が変化し、その周波数の変化量と付着物の質量との間に一定の関係があることを利用している。



本発明者の先願に係る特許文献1には、金属錯体を内包するゼオライト(例えば、特許文献2に記載されるようなゼオライト)の粉末を含有する組成物層を形成した水晶振動子(錯体内包ゼオライト含有層付加水晶振動子)、該水晶振動子の製造方法、ならびに上記水晶振動子を備えたセンサが記載されている。この文献1では、トルエンを0.1体積%(1000ppm)の濃度で含む空気を、錯体内包ゼオライト含有層付加水晶振動子に供給し、上記層が付加されていない水晶振動子(ブランク)との間で周波数の変化量を比較することによってセンサ応答を評価している。

産業上の利用分野


本発明は、低濃度(具体的には50ppm以下)の検出対象ガス(例えば、揮発性有機化合物)を検出する技術に関する。詳しくは、かかる低濃度のガスを検出する方法、該検出方法に用いられるセンサおよびその構成要素に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被測定ガス中に含まれる低濃度の検出対象ガスを検出する方法であって、
水晶振動子上に金属錯体内包ゼオライトを有する振動素子に、前記検出対象ガスの濃度が50ppm以下である被測定ガスを供給し、前記検出対象ガスが前記金属錯体内包ゼオライトに吸着することによる前記水晶振動子の共振周波数の変化を通じて該検出対象ガスを検出し、
ここで、前記振動素子として、前記金属錯体内包ゼオライトの粉末が前記水晶振動子上に、バインダを使用することなく保持されたものを使用する、低濃度ガスの検出方法。

【請求項2】
前記振動素子として、前記金属錯体内包ゼオライトの粉末が前記水晶振動子の電極上のみに保持されたものを使用する、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記金属錯体内包ゼオライトは、金属フタロシアニン錯体をユニットセルに内包したゼオライトである、請求項1または2に記載の方法。

【請求項4】
前記金属錯体内包ゼオライトは、コバルトフタロシアニン錯体をユニットセルに内包したX型ゼオライトである、請求項3に記載の方法。

【請求項5】
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法に用いられるガスセンサであって:
水晶振動子上に金属錯体内包ゼオライトを有する振動素子;
前記振動素子に前記被測定ガスを供給する被測定ガス供給部;および、
前記水晶振動子の共振周波数を測定する周波数カウンタ;
を備え、
ここで、前記振動素子は、前記金属錯体内包ゼオライトの粉末が前記水晶振動子上に、バインダを使用することなく保持されたものである、ガスセンサ。

【請求項6】
請求項1から4のいずれか一項に記載のガス検出方法に用いられる振動素子を製造する方法であって、該振動素子は、前記金属錯体内包ゼオライトの粉末が前記水晶振動子上に、バインダを使用することなく保持された構成を有し、前記方法は:
ゼオライトのユニットセルの入口よりも大きな金属錯体が該ユニットセルに内包された金属錯体内包ゼオライトの粉末を用意すること;
前記金属錯体内包ゼオライト粉末を溶媒に投入し、該溶媒中において前記粉末を超音波破砕して均質化すること;および、
前記均質化を経て調製された懸濁液であってバインダを実質的に含有しない懸濁液を、水晶振動子の電極表面に付与して乾燥させること;
を包含する、振動素子製造方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2009124040thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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