JPH0466857A - 悪臭ガスセンサ - Google Patents
悪臭ガスセンサInfo
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- JPH0466857A JPH0466857A JP17976790A JP17976790A JPH0466857A JP H0466857 A JPH0466857 A JP H0466857A JP 17976790 A JP17976790 A JP 17976790A JP 17976790 A JP17976790 A JP 17976790A JP H0466857 A JPH0466857 A JP H0466857A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
、カルボン酸類、ケトン類、アルデヒド類、等を高感度
に検知測定するためのガスセンサに関する。
ため、通常のガスセンサの感度(数ppm以上)に比べ
て非常に高感度(たとえばI ppm以下)を要求され
る。このようなガスセンサとして酸化亜鉛半導体ガスセ
ンサが使用される。
5゛)を第5図に示す。このセンサはアルミナ等の基板
(3)上に白金電極(4a) (4b)を形成し、その
上に酸化亜鉛半導体層(1)を形成している。
にヒータ(6)を形成しているものである。
に示すような種々のガスに対する感度を示す。この種の
半導体ガスセンサは対象ガスが存在しない清浄空気中に
おいてもその出力電圧が零とならない。そのため図中セ
ンサ感度としては対象ガスに対する正味のセンサ出力電
圧(対象ガス中でのセンサ出力電圧から清浄空気中での
センサ出力電圧を引算した値)の相対値を示している。
センサは通常の環境レベルに存在する数10ppm程度
のアルコール等、検出対象ガス以外のガス(以後妨害ガ
スという)を検知してしまい、本来の悪臭ガス例えばH
2Sを検知した場合と区別がつかないという問題点があ
った。
それが分解して生成した酸化けい素が酸化亜鉛半導体層
表面に付着して酸化亜鉛半導体層の活性を低下させて、
その結果悪臭ガスに対する感度を低下させるという問題
点があった。
れたもので、アルコール等の妨害ガス中においても検知
対象の悪臭ガスをのみ検知することが可能であり、また
有機けい素化合物を含む雰囲気中でも感度が低下しない
悪臭ガスセンサを提供することを目的とする。
デン、パナジウムの中から選ばれた少なくとも一種の金
属酸化物を含む触媒層、 を具備する。
タングステン等の金属酸化物を含む触媒層によって被検
出ガス中のC2H50)1を除去されたのちガス感応層
に到達する。それにより悪臭ガス成分である、硫化水素
等を選択的に検出する。
)の斜視図である。
)か形成され、その上に例えば蒸留水と混合されベース
ト状となった酸化亜鉛粉体が層状に塗り付けられ、その
後高温で焼成されて、ガス感応層として酸化亜鉛半導体
層(1)が形成されている。又基板(3>)1面にはセ
ンサ温度を一定に保つためにヒータ(6)が形成されて
いる。この酸化亜鉛粉体は硝酸亜鉛水溶液をアンモニア
水て中和して得られる水酸化亜鉛の沈殿を水洗、乾燥後
、電気炉で焼成して得られる。
酸化物触媒層(2)を以下のステップにより形成する。
O3をボールミルで粉砕シた粉末にタングステン酸アン
モニウム水溶液をWO3として上記粉末に対して0,5
〜5モル%となるようにして濃度を調製して混合、浸漬
する。
成する。
し、これを前記酸化亜鉛半導体層(1)、の表面全体に
塗付する。
鉛半導体層(1)の外側にタングステン酸化物触媒層(
2)を形成する。
に対する感度を第2図に示す。第2図の縦軸、横軸は前
記第4図と全く同一である。前記第2図と第4図を比較
すると、第2図においてはC2H50Hに対する感度が
他のガスC2H4に近いレベルまで低下している。一方
悪臭物質としての、硫化水素(H2S)、メチルメルカ
プタン(CH3SH)に代表される硫黄化合物、トリメ
チルアミン1(C1+3)3Nlに代表されるアミン類
、酢酸(CH3COO)1)に代表されるカルボン酸類
、アセトン(CH3CHOi(3)に代表されるケトン
類およびアセトアルデヒド(CH3CHO)に代表され
るアルデヒド類に対しての感度は第4図の従来の酸化亜
鉛半導体式ガスセンサと同様である。
臭物質は除去せずに、C2H50Hをのみ選択的に分解
除去していることがよく分る。
50Hガスの分解反応はいわゆる金属酸化物によるア
ルコールの分子内脱水反応と呼ばれるものでその化学反
応式は以下のようである。
・・(1)又以上の反応は比較的高温(300′C程度
以上)で起こるものである。この時C2H4(オレフィ
ン系ガス)が生成されるが、本発明の悪臭ガスセンサは
このガスに対しては第2図より分るように非常に低い感
度を示している。従って上記の(1)式の如き反応によ
ってアルコールを分解するタングステン酸化物触媒層等
の金属酸化物層の使用が有効であることが分る。
2)はタングステンをWO3として5i02に対して2
モル%混合した層を厚さ50μm塗付したものである。
ステン添加■に対する112SとC2II 50 II
の感度比−IH2s(0,1ppm)の正味のセンサ出
力電圧1/(C2H50H(10ppm)の正味のセン
サ出力電圧)の関係より求めた。この112sとC2I
I 501+の感度比は以後省略して感度比という。
加量の範囲において大きな感度比が得られていることが
分る。更に金属酸化物触媒層を形成するタングステン以
外のモリブデン、パナジウム等についても感度比と添加
量の関係を求めた。これを以下の第2表と第3表に示す
。
タングステンと同様に夫々酸化物として05〜3モル%
の広い添加量の範囲で良好な感度比が得られていること
が分る。尚これらの金属酸化物を形成する金属の添加量
は0.5モル%以下では触媒としての効果が十分に得ら
れないと考えられる。また3モル%以上では十分な感度
比が得られない。
グステン酸化物触媒層(2)の厚さを変化させて得られ
る感度比の変化を以下の第4表に示した。
10μI!1〜100μmが好適であることが分る。
難であり、触媒層として不十分となり易い。
、層の機械的強度に問題が生じる。これらの触媒層の厚
みについての感度比の変化はモリブデン、パナジウムに
ついても同様であった。
た時の種々のガスに対する本発明の悪臭ガスセンサ(5
)の感度を第3図に示した。(この時H2Sは0.lp
pm、 C2H50H及びC2H4はl ppmで一定
としている。)第3図から分るように、H2Sに対する
一定の最高感度が350〜400℃の広い範囲で得られ
ており、種のプラトー′領域を示している。従って本セ
ンサを一定温度例えば約370℃程度に制御する場合に
、要求される温度の制御精度は低くても良いことが分る
。
せる酸化物触媒層を形成する金属としてタングステン、
モリブデン、パナジウム等について具体例を挙げて説明
したが、他の金属例えばトリウム、ランタン、イツトリ
ウム、ジルコニウム等又はけい素によって酸化物触媒層
を形成しても上記実施例に近い効果が得られた。すなわ
ちこれらの酸化物触媒層を用いた場合は上記実施例と同
等の感度比を得ることはできないが感度比をかなり向上
させることが認められた。
テン等の金属の酸化物と同様にアルコールの分子内脱水
反応を促進させる働きがある。従って、本発明の悪臭ガ
スセンサ(5)を有機けい素化合物を含む雰囲気中で使
用した場合、有機けい素化合物が分解して生成した酸化
けい素がタングステン酸化物触媒層(2)表面に付着し
ても、タングステン酸化物触媒層(2)のC2H50H
除去作用が損われることが少ない。又このタングステン
酸化物触媒層(2)の表面に酸化けい素が付着するので
、内部の酸化亜鉛半導体層(1)にまで酸化けい素が付
着することがなく、従って酸化亜鉛半導体層(1)の活
性を低下させることがない。したがって、本発明の悪臭
ガスセンサ(5)の悪臭ガスに対する感度は安定に保た
れる。
素化合物を含む雰囲気での動作前と動作後の感度変化を
以下の第5表に示した。比較のために従来の酸化亜鉛半
導体ガスセンサ(5°)についての同様の雰囲気での動
作前と動作後の感度変化も示した。これは各々のガスセ
ンサ(5) (5’ )をHMDS[ヘキサメチルジソ
ロキサ7 ((CH3)ssiOsi(CHa)3t]
10ppm雰囲気中で3時間動作させた前後の82S
1+)plllに対する感度の変化を示したものである
。尚HMDSハセンサの動作温度(約350°C)にお
いて分解され酸化けい素をセンサ表面に形成する。
い素かセンサ表面に付着しても、従来の酸化亜鉛半導体
ガスセンサ(5°)に比べて悪臭ガスに対する感度の低
下がないことが分る。
ステン等の金属酸化物を有する触媒層により検出ガス中
のC2H50)1を除去するので、悪臭ガス成分(硫化
水素等)のC2H50Hに対する優れた選択性を得られ
る。又有機けい素化合物を含む雰囲気で使用しても′酸
化けい素がタングステン等の金属酸化物を有する触媒層
の表面に付着するので、内部の酸化亜鉛半導体層に酸化
けい素が付着しない。
度が低下することがない。
2図は本発明の悪臭ガスセンサの各種ガスに対する感度
を示すグラフ、第3図は本発明の悪臭ガスセンサのセン
サ温度を変化させた時の種々のガスに対する感度を示す
図、第4図は従来使用されている酸化亜鉛半導体ガスセ
ンサの各種ガスに対する感度を示す図、第5図は従来使
用されている酸化亜鉛半導体ガスセンサの一部断面斜視
図である。 図中、1は酸化亜鉛半導体層、2はタングステン酸化物
触媒層、5は悪臭ガスセンサである。 代理人 弁理士 東 島 隆 治
Claims (1)
- (1)主として酸化亜鉛半導体よりなるガス感応層、及
び 上記ガス感応層の表面に形成されタングステン、モリブ
デン、パナジウムの中から選ばれた少なくとも一種の金
属酸化物を含む触媒層、 を具備する悪臭ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179767A JP2571302B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 悪臭ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179767A JP2571302B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 悪臭ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466857A true JPH0466857A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2571302B2 JP2571302B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=16071532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2179767A Expired - Lifetime JP2571302B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 悪臭ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571302B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 1990-07-06 JP JP2179767A patent/JP2571302B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP2571302B2 (ja) | 1997-01-16 |
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