化学物质浓缩器以及化学物质检测器制造技术

技术编号:18172323 阅读:35 留言:0更新日期:2018-06-09 15:54
本发明专利技术提供一种化学物质浓缩器以及化学物质检测器。化学物质浓缩器具备:流路,构成为包含化学物质的样品在流动方向上流动;和单元壁,将流路划分成多个吸附单元。多个吸附单元各自具有相互隔离地配置于单元壁的第一和第二电极、以及对化学物质进行吸附的吸附件。吸附件包含金属氧化物。吸附件配置在与第一和第二电极接触的位置,使得第一和第二电极经由吸附件而电连接。该化学物质浓缩器能够使得被吸附件吸附的化学物质充分地脱离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学物质浓缩器以及化学物质检测器
本公开涉及对样品中包含的化学物质进行浓缩的化学物质浓缩器以及化学物质检测器。
技术介绍
关于对气体中的化学物质进行浓缩的技术,例如专利文献1公开了一种对化学物质进行吸附的吸附分离系统。吸附分离系统由吸附剂材料、和具有具备导热性纤丝的单元壁的并行流通路径构成。吸附剂材料设置在并行流通路径的单元内。此外,吸附剂材料与导热性纤丝直接接触。气体中的化学物质被单元内的吸附剂材料吸附。另一方面,被吸附的化学物质由于沿着导热性纤丝的热移动而从吸附剂材料脱离。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特表2013-540573号公报
技术实现思路
化学物质浓缩器具备:流路,构成为包含化学物质的样品在流动方向上流动;和单元壁,将流路划分成多个吸附单元。多个吸附单元各自具有:相互隔离地配置于单元壁的第一和第二电极、以及对化学物质进行吸附的吸附件。吸附件包含金属氧化物。吸附件配置在与第一和第二电极接触的位置,使得第一和第二电极经由吸附件而电连接。该化学物质浓缩器能够使得被吸附件吸附的化学物质充分地脱离。附图说明图1是实施方式中的化学物质浓缩器的立体图。图2是图1所示的化学物质浓缩器的线II-II处的剖视图。图3是图2所示的化学物质浓缩器的线III-III处的剖视图。图4是图2所示的化学物质浓缩器的线IV-IV处的剖视图。图5是实施方式中的化学物质浓缩器的放大剖视图。图6是实施方式中的另一化学物质浓缩器的剖视图。图7是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图8是实施方式中的又一化学物质浓缩器的放大剖视图。图9是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图10是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图11A是实施方式中的又一化学物质浓缩器的立体图。图11B是图11A所示的化学物质浓缩器的剖视图。图12是实施方式中的化学物质检测器的立体图。具体实施方式以下,利用附图来详细地说明本公开的实施方式所涉及的化学物质浓缩器以及化学物质检测器。另外,以下说明的实施方式均表示本公开的优选的一具体例。因此,以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等只是一例,并不是限定本公开的主旨。由此,关于以下的实施方式中的构成要素之中、表示本专利技术的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素,作为任意的构成要素来说明。此外,各图为示意图,不一定是严格意义上的图示。在各图中,对于实质上相同的构造赋予相同的符号,重复的说明将省略或简化。图1是实施方式中的化学物质浓缩器20的立体图。化学物质浓缩器20对样品100中包含的化学物质101进行浓缩。在实施方式中,样品100为气体。化学物质101的浓缩例如作为检测过程中的样品100的前处理,为了提高化学物质101的浓度而进行。作为样品100,例如有人、动物的呼气、车、工厂的废气等。作为化学物质101,例如有酮类、胺类、醇类、芳香族烃类、醛类、酯类、有机酸、硫化氢、甲硫醇、二硫化物等挥发性有机化合物。图2是图1所示的化学物质浓缩器20的线II-II处的剖视图。图3是图2所示的化学物质浓缩器20的线III-III处的剖视图。图4是图2所示的化学物质浓缩器20的线IV-IV处的剖视图。化学物质浓缩器20具有:流路21,包含化学物质101的样品100在流动方向D20上流动;和单元壁23,将流路21划分成多个吸附单元22。流路21形成于基板24。基板24例如由树脂材料、半导体材料或者金属等构成。图5是化学物质浓缩器20的放大剖视图,将吸附单元22放大来示意性地表示。多个吸附单元22被设置在流路21内的单元壁23划分。在多个吸附单元22的各个吸附单元22中,单元壁23具有壁面231和壁面232。壁面231隔着吸附单元22而与壁面232对置。在吸附单元22的内部配置电极25、26和吸附件27。电极25设置在壁面231上。电极26设置在壁面232上。电极25、26在吸附单元22内相互隔离地配置。电极25、26例如由金、铜、铂、碳等导电材料构成。电极25、26可以由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。吸附件27对样品100中包含的化学物质101进行吸附。吸附件27具有导电性,配置在与电极25、26接触的位置,使得电极25、26经由吸附件27而相互电连接。电极25、26与用于向电极25、26供给电流的电源装置连接。吸附件27是具有导电性的多个纳米线271的集合体。纳米线271例如由导电性的金属氧化物形成。在纳米线271之间设置有空隙272。气体的样品100中包含的化学物质101在通过空隙272的期间吸附于多个纳米线271的表面。由多个纳米线271形成的吸附件27具有大的表面积,因此能够效率良好地吸附化学物质101。此外,纳米线271具有与电极25接触的端部271A和与电极26接触的端部271B。由此,通过电极25、26而向纳米线271供给电流。吸附件27由因施加电流而发热的材料形成。即,从电极25以及电极26流动电流,从而吸附件27发出焦耳热。具有导电性的纳米线271例如由SnO2、ZnO、In2O3、In2-xSnxO3(例如,0.1≤x≤0.2)、NiO、CuO、TiO2、SiO2等金属氧化物、Al、Ag、Au、Pd、Pt等金属、碳或者硅等导电材料构成。作为由碳构成的纳米线271,例如可以利用碳纳米管。此外,纳米线271可以由表面被金属氧化物覆盖的树脂等形成。如此,通过被导电性的金属氧化物覆盖,从而吸附件27具有导电性。如此,吸附件27由具有导电性、且具有高效地发生由焦耳效应引起的自加热的程度的电阻值的材料形成。在前述的以往的吸附分离系统中,化学物质101经由吸附剂材料接受来自导热性纤丝的热。在经由了吸附剂材料的热的移动中产生热损失,因此化学物质101未被效率良好地加热。因此,在以往的吸附分离系统中,存在被吸附剂材料吸附的化学物质101无法充分脱离的情况。在实施方式中的化学物质浓缩器20之中,通过吸附件27发出的热,能够对被吸附件27吸附的化学物质101直接加热。因而,化学物质浓缩器20对化学物质101加热时的热损失变小。化学物质浓缩器20构成为具有由多个吸附单元22构成的吸附部211,在各个吸附单元22中进行化学物质101的吸附以及脱离。设置在各个吸附单元22内的电极25、26与用于向电极25、26供给电流的电源装置连接。由此,在多个吸附单元22的各个单元中,被吸附件27吸附的化学物质101由于吸附件27的发热而从吸附件27脱离。因此,化学物质浓缩器20能够使已吸附的化学物质101效率良好且充分地从吸附件27脱离,从而使样品100中的化学物质101高效地浓缩。此外,流路21被划分成多个吸附单元22,从而能够减小各个吸附件27。例如,在实施方式中,流路21在纳米线271延伸的高度方向上被划分成三个,从而形成在流路21内的纳米线271的长度成为未被划分的流路21上配置的纳米线的长度的约3分之1。多个吸附单元22的高度方向的长度可以彼此相同,也可以彼此不同。与多个吸附单元22的高度方向成直角的宽度方向的长度可以彼此相同,也可以彼此不同。在利用液相生长法、气相生长法来形成纳米线271的情况下,若纳米线271变长,则形成纳米线271所需的时间变长。因而,不将流路21划本文档来自技高网...
化学物质浓缩器以及化学物质检测器

【技术保护点】
一种化学物质浓缩器,具备:流路,构成为包含化学物质的样品在流动方向上流动;和单元壁,将所述流路划分成多个吸附单元,所述多个吸附单元各自具有:第一电极,配置于所述单元壁;第二电极,与所述第一电极隔离地配置于所述单元壁;和吸附件,吸附所述化学物质,所述吸附件包含金属氧化物,所述吸附件配置在与所述第一电极和所述第二电极接触的位置,使得所述第一电极和所述第二电极经由所述吸附件而电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.14 JP 2015-2428191.一种化学物质浓缩器,具备:流路,构成为包含化学物质的样品在流动方向上流动;和单元壁,将所述流路划分成多个吸附单元,所述多个吸附单元各自具有:第一电极,配置于所述单元壁;第二电极,与所述第一电极隔离地配置于所述单元壁;和吸附件,吸附所述化学物质,所述吸附件包含金属氧化物,所述吸附件配置在与所述第一电极和所述第二电极接触的位置,使得所述第一电极和所述第二电极经由所述吸附件而电连接。2.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器,其中,还具备:冷却部,对所述吸附件进行冷却。3.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器,其中,在所述单元壁设置有沿着所述流动方向延伸的贯通孔。4.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器,其中,所述吸附件具有多个纳米线。5.根据权利要求4所述的化学物质浓缩器,其中,所述多个纳米线的长度为1μm以上且100μm以下。6.根据权利要求4所述的化学物质浓缩器,其中,在所述多个吸附单元的各个吸附单元中,所述单元壁具有面向所述各个吸附单元的第一壁面、和面向所述各个吸附单元且隔着所述各个吸附单元而与所述第一壁面对置的第二壁面,所述第一电极设置于所述第一壁面,所述第二电极设置于所述第二壁面,...

【专利技术属性】
技术研发人员:冈弘章
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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