JP2016161507A - 水素ガス感応性膜及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
タングステン含有溶液の調製(S1-1)では、酸素濃度1体積%以下の露点温度を−80℃以下とする乾燥窒素雰囲気下で、三ツ口フラスコに塩化タングステン(VI)(WCl6、Strem Chemicals社製)を測り取り、これに0.25mol/Lの濃度になるように溶媒として低級アルコールを加えた。溶媒には、超脱水エタノール(和光純薬工業社製、有機合成用)と超脱水i-プロピルアルコール(和光純薬工業社製、有機合成用)を使用し、超脱水エタノール、超脱水i-プロピルアルコールの順に、体積比で4対1の割合で氷冷下において攪拌しながらゆっくり滴下し、室温下で3週間攪拌を続けた。これにより、塩化タングステン(VI)が溶解・反応し、最終的に無色透明のタングステン含有溶液を得た。
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、パラジウム含有溶液の塗布(S2-2)、及び紫外線処理(S3)は5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図6に示す。
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、パラジウム含有溶液の塗布(S2-2)、及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図7に示す。
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)(和光純薬工業社製、有機合成用)を用いて、白金族金属含有溶液として白金含有溶液を得た。なお、白金含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で溶解させるまで10分間攪拌し、そのまま室温下で一晩攪拌して得た。また、白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図8に示す。
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、実施例4と同様にして調製した白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図9に示す。
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、ビス(アセチルアセトナト)白金(II)を用いて濃度0.02mol/Lの白金含有溶液を得た。なお、かかる白金含有溶液は室温下で1時間攪拌し、その後、60℃で溶解させるまで10分間加熱し、最後に室温下で一晩攪拌して得た。また、白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図10に示す。
実施例1と同様にして調製したタングステン含有溶液の塗布(S1-2)及び乾燥(S1-3)を10回繰り返して、厚さ約800nmの基層を形成し、実施例6と同様にして調製した濃度0.02mol/Lの白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図11に示す。
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水i-プロピルアルコールのみとし、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図12に示す。
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水エタノールのみとし、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図13に示す。
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において、溶媒として加える低級アルコールを超脱水メタノール(和光純薬工業社製、有機合成用)に変え、実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を1回行って、水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図14に示す。
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、塩化パラジウム(PdCl2、和光純薬工業社製、有機合成用)及び1%の濃度の塩酸エタノール溶液を用いて白金族金属含有溶液として実施例1とは異なるパラジウム含有溶液を得た。なお、このパラジウム含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で1時間攪拌し、その後、60℃で1時間加熱後、室温下で一晩攪拌して得た。また、このパラジウム含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図15に示す。
実施例1と同様にして、厚さ約400nmの基層を形成したが、白金族金属含有溶液の調製(S2-1)においては、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O、和光純薬工業社製、特級)及びエタノールを用いて白金族金属含有溶液として実施例4とは異なる白金含有溶液を得た。なお、この白金含有溶液の濃度は0.01mol/Lであり、室温下で攪拌して溶解させ、そのまま室温下で一晩攪拌して得た。また、この白金含有溶液の塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して水素ガス感応性膜を得た。この水素ガス感応性膜に対するレーザー光の透過率の測定結果を図16に示す。
タングステン含有溶液の調製(S1-1)において溶媒として低級アルコールではなくエチレングリコールモノメチルエーテルを用いて、実施例1と同様の方法によりタングステン含有溶液の調製を試みた。しかし、1ヶ月間の攪拌にもかかわらず、溶液は濃茶色のままであり、無色透明の溶液を得ることはできなかった。この溶液を実施例1と同様の方法により基板上に塗布し乾燥させたが、透明な膜は得られなかったため、これ以上の製造を行わず、透過率の測定も行わなかった。
実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液を塗布したが、紫外線の照射を行わず、還元性ガスである4体積%の水素を含むアルゴンガスに15分間曝した。実施例1と同様に、このようにして得た膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図17に示す。
実施例1と同様に厚さ約400nmの基層を形成し、実施例1と同様にして調製したパラジウム含有溶液を塗布したが、15分間の紫外線の照射を大気中で行った。実施例1と同様に、このようにして得た膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図18に示す。
スパッタリング法により三酸化タングステン(WO3)の膜を基板上に得て、実施例6と同様に調製した濃度0.02mol/Lの白金含有溶液を用いて塗布(S2-2)及び紫外線処理(S3)を5回繰り返して膜を得た。実施例1と同様に、この膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図19に示す。
実施例1と同様の方法により調製したタングステン含有溶液を、サンプル瓶に測り取った塩化白金酸に加え、塩化白金酸の濃度を0.01mol/Lとするタングステン・白金含有溶液を室温下で攪拌して得た。この溶液を基板上に塗布し、実施例1と同様の紫外線処理を行った。かかる塗布及び紫外線処理を5回繰り返し、無色透明のタングステン・白金含有混合膜を得た。実施例1と同様に、この膜に対するレーザー光の透過率を測定した。測定結果を図20に示す。
2 調光層
3 触媒層
4 基板
Claims (10)
- 酸化タングステンからなる調光層上に触媒層を与えた水素ガス感応性膜であって、内部生成物を脱離させたことによる前記触媒層境界への不規則連通孔を前記調光層に有することを特徴とする水素ガス感応性膜。
- 酸化タングステンからなる調光層上に触媒層を与えた水素ガス感応性膜の製造方法であって、
ハロゲン化タングステンと炭素数を1〜4とするアルコールとを混合して調製した溶液を基板上に塗布して乾燥させる基層形成工程と、
この上に白金族金属化合物と有機溶媒とを混合して調製した溶液を塗布する保護層形成工程と、
還元性ガス雰囲気下で紫外線を照射し前記ハロゲン化タングステンを酸化タングステンに、前記白金族金属化合物を白金族金属にする紫外線処理工程と、を含むことを特徴とする水素ガス感応性膜の製造方法。 - 前記紫外線処理工程は前記アルコール及び前記ハロゲン化タングステン由来の有機物及びハロゲン化物の脱離による前記触媒層境界への不規則連通孔を前記調光層に与えることを特徴とする請求項2記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記ハロゲン化タングステンは六塩化タングステンであって、前記白金族金属化合物は六塩化白金酸、ビス(アセチルアセトナト)白金(Pt(acac)2)、二塩化パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(Pd(acac)2)のいずれか1つを含むことを特徴とする請求項3記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記アルコールは、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコールの1又は複数からなることを特徴とする請求項2乃至4のうちの1つに記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記アルコールは、i-プロピルアルコールに対してエタノールを体積比で2〜6倍の範囲で混合したものであることを特徴とする請求項5記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記有機溶媒は、エチレングリコールモノメチルエーテル及び/又はエタノールであることを特徴とする請求項2乃至6のうちの1つに記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記ハロゲン化タングステン及び前記アルコールの混合は、少なくとも1体積%以下の酸素濃度の不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請求項2乃至7のうちの1つに記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記基層形成工程は、アモルファス相で成膜させることを特徴とする請求項2乃至8のうちの1つに記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
- 前記還元性ガス雰囲気は水素ガス雰囲気であることを特徴とする請求項2乃至9のうちの1つに記載の水素ガス感応性膜の製造方法。
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