[发明专利]离子选择性电极用响应玻璃及离子选择性电极

说明书

技术领域

该发明涉及一种具有自清洗功能的离子选择性电极用响应玻璃及具备该玻璃的离子选择性电极。

背景技术

一直以来，人们已知金红石型或锐钛矿型的结晶性的二氧化钛(TiO₂，titania)具有光催化能(非专利文献1)。作为这种光催化能可以举出的有强劲的氧化还原作用和超亲水作用，如利用在H₂O的分解作用中生成的O₂的氧化作用，用二氧化钛涂布医院手术室的墙壁·地板，照射紫外光灯进行杀菌处理，或利用超亲水作用，用二氧化钛涂布汽车的两侧的后视镜或道路的反射镜，进行雨天时可自清洗的玻璃的防模糊加工等，也应用于防止大厦外壁或天花板(tent sheet)等变脏。

另一方面，pH电极等的离子选择性电极的响应玻璃通常由硅酸盐玻璃构成，但为了保持测定的精度，每次测定时需要用蒸馏水充分清洗。又，清洗后需要进行pH等的校正。

非专利文献1：“光催化剂基础·材料开发·应用”2004年6月22日发刊，株式会社エヌ·テイ一·エス行、桥本和仁等

发明内容

因此，我们认为若能在响应玻璃中利用二氧化钛的光催化能，则可以得到能简便地进行清洗且不需要校正的离子选择性电极。

然而，若通过结晶性的二氧化钛赋予离子选择性电极的响应玻璃光催化能，则可能时而因超亲水作用引起的羟基的产生而发生电位变动，时而也给作为测定对象的试样溶液带来氧化作用，分解或改变其成分。因此，并没有尝试将以光催化能的赋予为目的的二氧化钛应用于响应玻璃。

此外，若将玻璃中的氧化锂设为高浓度，则通常认为电阻会下降。所以，若将含有丰富的氧化锂的玻璃用于离子选择性电极的响应玻璃，则有可能除了氧化钛带来的自清洗作用之外，还可以得到因低电阻引起的各种效果，如响应性变好，或者由于并不那么要求电配线部分有高绝缘性，因此也可以不在连接器使用特氟隆(注册商标)等的高价材料，又或者装配环境中也可以有点灰尘。

因此，本发明谋求的是提供一种离子选择性电极用响应玻璃和一种具有该离子选择性电极用响应玻璃的离子选择性电极，所述离子选择性电极用响应玻璃在一般的测定环境下不会使作为测定对象的试样溶液的成分发生变化，但通过照射紫外线呈现自清洗功能且电阻值低、灵敏度优良。

即，本发明所涉及的离子选择性电极用响应玻璃是由氧化物玻璃构成的离子选择性电极用响应玻璃，其特征为所述氧化物玻璃含有20～80mol％的二氧化钛及氧化锂。

最近，有报告称非晶形化的二氧化钛也呈现光催化能(光アライアンス2004年3月号，13～17)，但其光催化能极其弱，没有尝试以光催化能为目的的非晶形化的二氧化钛的实用化。

然而，本发明人新发现了：通过对非晶形化的二氧化钛照射紫外线，可以感应能供给实用的光催化能，以至完成本发明。

本发明所涉及的离子选择性电极用响应玻璃通过由具有高浓度的这样的二氧化钛的氧化物玻璃(以下，也称含钛氧化物玻璃)构成，测定pH时不发生光催化作用，但清洗时可以发挥通过照射紫外线感应光催化能，利用氧化作用分解附着于响应玻璃的有机物等，利用超亲水作用使附着于响应玻璃的污物变得容易剥离这样的自清洗功能。因此，可以简便地保持干净的响应玻璃，可以经常进行灵敏度高的测定。又，由于不需要用蒸馏水等进行清洗，校正也变得不需要。还有，作为紫外线的光源，可以使用如LED、氢放电管、氙放电管、水银灯、红宝石激光器、YAG激光器、受激准分子激光器、色素激光器等。

本发明中使用的含钛氧化物玻璃的二氧化钛的含量为20～80mol％，若不足20mol％，则通过紫外线照射感应的光催化能较弱，对响应玻璃的自清洗来说不够充分，若超过80mol％，则不能用通常的熔融法制作玻璃。

又，由于通过含有上述规定量的二氧化钛，含钛氧化物玻璃的Ti离子具有与Si离子比为约1.5倍的离子半径，所以添加了离子导电物质时可以得到更高地维持锂离子(Li⁺)等的移动度、电阻值低的玻璃。

还有，这样的含钛氧化物玻璃通过含有高浓度的二氧化钛，耐腐蚀性也优良。

虽然离子选择性电极用响应玻璃需为有离子导电性的物质，但所述含钛氧化物玻璃可以通过含有氧化锂，以Li⁺为介质呈现适合的离子导电性。氧化锂的含量理想的是1～50mol％，更理想的是25～30mol％左右。若不足1mol％，则离子导电性不充分，若超过50mol％，则耐腐蚀性差。