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ホルムアルデヒド検出器

国内特許コード P140010579
整理番号 H24-012
掲載日 2014年5月29日
出願番号 特願2012-164641
公開番号 特開2014-025749
登録番号 特許第5967481号
出願日 平成24年7月25日(2012.7.25)
公開日 平成26年2月6日(2014.2.6)
登録日 平成28年7月15日(2016.7.15)
発明者
  • 中山 雅晴
  • 山口 亮太
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 ホルムアルデヒド検出器
発明の概要 【課題】安価かつ簡易に液相中のホルムアルデヒドを高い感度で選択的に検出可能なホルムアルデヒド検出方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも表面に二酸化マンガンを備えた作用電極及び対電極を、被検液を含む検出用電解液と接触させた状態で所定の電位を印加して、検出用電解液中のホルムアルデヒドを酸化し、該酸化反応により生じる電気的変化を検出して被検液中のホルムアルデヒドを検出することを特徴とするホルムアルデヒドの検出方法である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



ホルムアルデヒドは、主に合板、ラッカー、建材に使われるフェノール・ウレア・メラミン-ホルムアルデヒド樹脂の化学合成に用いられている。このホルムアルデヒドは、気密性の高い住宅では、大気中に放出されて健康被害をもたらすことが知られており(シックハウス症候群)、発ガン性も認められている。厚生労働省では、作業労働環境内のホルムアルデヒド濃度を0.25ppm以下に低減するようガイドラインを示している。





このホルムアルデヒドの分析法としては、GC/MS、検知管法、電気化学分析法、化学発光法、分光学法等が知られているが、例えば、電気化学分析法としては、Pt,Au,Pd等の貴金属触媒によるホルムアルデヒドの電極触媒酸化法が知られている(非特許文献1~3参照)。しかしながら、貴金属元素は高価であり、また、ホルムアルデヒドの選択的分解ではないことから、センサー等の実用化には不向きである。また、これらの反応は、強酸又は強アルカリ中での反応であり、貴金属表面が被毒されて触媒活性が低下する等の問題がある。





また、酵素(ホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ)を用いるホルムアルデヒド用バイオセンサーも提案されているが(非特許文献4~5参照)、感度が低く、高価で実用には不向きである上に、高温での失活など酵素特有の問題がある。





さらに、二酸化マンガンによる気相ホルムアルデヒドの触媒酸化法も知られているが(非特許文献6~7参照)、この方法は、気相反応にのみ有用であり、経時的な使用により活性が低下する。また、ここで用いる二酸化マンガンは粉末であり、その導電性の低さから酸化反応の電子が電気回路に移動することは不可能であり、二酸化マンガン単独では電流応答に基づく電気化学センサーに応用できない。さらに、気相反応の進行からホルムアルデヒドの濃度を決定することもできない。

産業上の利用分野



本発明は、液相中のホルムアルデヒドを検出するための検出器及びその検出方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
液相中のホルムアルデヒドを検出する検出器であって、
少なくとも表面に二酸化マンガンを具備する作用電極と、
該作用電極におけるホルムアルデヒドの酸化反応により生じる電気的変化を検出する検出手段と、
電極に所定の電位を印加する電圧供給手段と、
を備えたことを特徴とするホルムアルデヒド検出器。

【請求項2】
作用電極が、電極基体の表面に二酸化マンガン薄膜を備えた電極であることを特徴とする請求項1記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項3】
検出手段が、電流変化を検出する電流検出手段であることを特徴とする請求項1又は2記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項4】
電気的変化に基づきホルムアルデヒドの濃度を算出する演算手段を備えたことを特徴とする請求項1~3のいずれか記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項5】
印加電位が+0.3V~+1.1V(対銀/塩化銀電極)であることを特徴とする請求項1~4記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項6】
電極基体表面の二酸化マンガン薄膜が電気めっきにより形成された薄膜であることを特徴とする請求項2~5のいずれか記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項7】
二酸化マンガンが低結晶性二酸化マンガンであることを特徴とする請求項1~6のいずれか記載のホルムアルデヒド検出器。

【請求項8】
少なくとも表面に二酸化マンガンを備えた作用電極及び対電極を、被検液を含む検出用電解液と接触させた状態で所定の電位を印加して、検出用電解液中のホルムアルデヒドを酸化し、該酸化反応により生じる電気的変化を検出して被検液中のホルムアルデヒドを検出することを特徴とするホルムアルデヒドの検出方法。

【請求項9】
印加電圧が+0.3V~+1.1V(対銀/塩化銀電極)であることを特徴とする請求項8記載のホルムアルデヒドの検出方法。

【請求項10】
検出用電解液が、所定の電解液及び被検液を混合した溶液であることを特徴とする請求項8又は9記載のホルムアルデヒドの検出方法。

【請求項11】
検出用電解液が、弱酸性~中性であることを特徴とする請求項8~10のいずれか記載のホルムアルデヒドの検出方法。

【請求項12】
少なくとも表面に二酸化マンガンを具備し、液相中のホルムアルデヒドの検出に用いることを特徴とするホルムアルデヒド検出用電極。

【請求項13】
電極基体の表面に二酸化マンガン薄膜を備えた電極であることを特徴とする請求項12記載のホルムアルデヒド検出用電極。

【請求項14】
電極基体表面の二酸化マンガン薄膜が電気めっきにより形成された薄膜であることを特徴とする請求項13記載のホルムアルデヒド検出用電極。

【請求項15】
二酸化マンガンが低結晶性二酸化マンガンであることを特徴とする請求項12~14のいずれか記載のホルムアルデヒド検出用電極。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
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