色素-高分子複合薄膜を用いた光学検出型ガスセンサの開発

使用染料-聚合物复合薄膜的光学检测型气体传感器的开发

基本信息

批准号：
05855126
负责人：
松口正信
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高分子と指示薬の複合薄膜の吸収スペクトルに及ぼす極性ガス収着の影響を調べるとともに、その光検出型ガスセンサへの応用を目指している。今回は、高分子としては、エステル化したセルロース誘導体やポリメチルメタクリレートを、指示薬としては、4-nitro-N,N-dimethylaniline、4-Nitroaniline、4-Nitroanisole及び2,6-Diphenyl-4-(2,4,6-triphenylpyridinio)phenolateを用い、吸収スペクトルへの雰囲気湿度の影響を調べた。それぞれの指示薬は、溶液中では、溶媒の極性や水素結合供与性、水素結合受容性に応じてスペクトルが変化する(ソルバトクロミズム)ことがすでに知られている。今回の補助金によって、雰囲気の湿度を変えて吸収スペクトル測定を行うための特製の石英セル、またセルに複合溶液を塗布した後で薄膜化するために、セルごと熱処理できるプログラム電気炉を購入することができたため以下に述べる有益な研究成果を上げることができた。乾燥雰囲気中でそれぞれの指示薬を複合した高分子膜の吸収スペクトルを測定すると、吸収強度及び波長が、用いた高分子膜の化学構造の違いに影響された。この波長シフトから求めたソルバトクロミックパラメータは、既に溶液中で報告されたものと良い相関性があり、高分子膜中の環境を反映して得られたものであることが分かった。さらに、湿潤雰囲気下でスペクトル測定を行うと、複合膜が水を吸着することによってもスペクトルがシフトすることがわかった。しかも、吸着水に対して得られたパラメーターは、高分子膜の性質の違いによってその挙動が異なっており、高分子膜への水吸着挙動を、従来にない分子間の相互作用の立場から議論できることがわかった。吸収スペクトルへの湿度の影響は再現性が良く可逆的であった。用いた指示薬の中では2,6-Diphenyl-4-(2,4,6-triphenylpyridinio)phenolateが、湿度の変化に対して最も大きなスペクトル変化を示し、感度の大きな湿度センサとなることが分かった。

这项研究研究了极性气体吸附对聚合物和指标复合薄膜吸收光谱的影响，并旨在将其应用于可光检测气体传感器。在本文中，我们使用酯化的纤维素衍生物和甲基丙烯酸聚合物作为聚合物，以及4-硝基-N，N-二甲基苯胺，4-硝基苯胺，4-硝基烷和2,6-二酰基-4--（2,4,6-6-二甲基-4-（2,4,6-二甲基苯基苯基苯甲酸），并构成了氛围，并在指标上均构成了氛围，并构成了氛围的效果。众所周知，每个指标的光谱根据溶剂的极性，氢键供体和氢键的可接受性（SorvatoChromism）而变化。有了这笔赠款，我们能够通过更改大气的湿度来购买一种特殊的石英细胞来测量吸收光谱，以及可以用在每个细胞中进行热处理的细胞加热处理的编程电炉，在将复合溶液应用于细胞后会变薄，从而导致了研究的益处，如下所述。当测量在干燥大气中组合每个指标的聚合物膜的吸收光谱时，吸收强度和波长受到所使用的聚合物膜的化学结构差异的影响。发现从这种波长移位获得的溶剂色素参数与溶液中已经报道的溶液相关性良好，并且是通过反映聚合物膜中的环境而获得的。此外，当在潮湿的气氛下进行光谱测量时，发现当复合膜吸附水时，光谱也发生了变化。此外，根据聚合物膜的特性，可吸附水获得的参数在行为上有所不同，发现可以从非常规分子相互作用的角度讨论聚合物膜上的水吸附行为。湿度对吸收光谱的影响是可重现和可逆的。在所使用的指标中，2,6-二甲基-4-（2,4,6-三苯基吡啶甲酸）苯甲酸苯甲酸酯的湿度频谱变化最大，被发现是具有高灵敏度的湿度传感器。