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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025022774
(43)【公開日】2025-02-14
(54)【発明の名称】濃度比測定方法、及び濃度比測定装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/3577 20140101AFI20250206BHJP
G01N 21/27 20060101ALI20250206BHJP
【ＦＩ】
G01N21/3577
G01N21/27 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024110064
(22)【出願日】2024-07-09
(31)【優先権主張番号】P 2023126247
(32)【優先日】2023-08-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004381
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ
(72)【発明者】
【氏名】小林 健二
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA01
2G059BB04
2G059CC13
2G059DD17
2G059EE01
2G059HH01
2G059HH06
2G059JJ02
2G059JJ17
2G059KK01
2G059KK02
2G059MM01
2G059MM12
(57)【要約】
【課題】広い濃度範囲で、トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の成分濃度をリアルタイムに測定することができる濃度比測定方法の提供。
【解決手段】トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定する濃度比測定方法であって、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【選択図】図９
【解決手段】トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定する濃度比測定方法であって、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定する濃度比測定方法であって、
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域であることを特徴とする濃度比測定方法。
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域であることを特徴とする濃度比測定方法。
【請求項2】
前記特定波長が、２以上の波長乃至波長域である請求項１に記載の濃度比測定方法。
【請求項3】
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である請求項１に記載の濃度比測定方法。
【請求項4】
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合を、前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の濃度比の測定から除外する工程を更に有し、
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、下記（１）又は（２）である請求項１に記載の濃度比測定方法。
（１）１５００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下及び／又は１７５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最大吸光度を超え、前記溶液に水が混入する場合
（２）１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最小吸光度未満であり、前記溶液に水素ガスが混入する場合
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、下記（１）又は（２）である請求項１に記載の濃度比測定方法。
（１）１５００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下及び／又は１７５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最大吸光度を超え、前記溶液に水が混入する場合
（２）１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最小吸光度未満であり、前記溶液に水素ガスが混入する場合
【請求項5】
トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定する濃度比測定装置であって、
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する吸光度測定部と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する濃度比算出部と、
を有し、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域であることを特徴とする濃度比測定装置。
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する吸光度測定部と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する濃度比算出部と、
を有し、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域であることを特徴とする濃度比測定装置。
【請求項6】
前記吸光度測定部が、測定セルと、前記測定セルに収容された前記溶液に前記特定波長の光線を照射する光源と、前記溶液を透過した透過光の吸光度を測定する吸光度検出器と、を有する請求項５に記載の濃度比測定装置。
【請求項7】
前記吸光度測定部が、前記光源と前記測定セルとの光路上に分光器を更に有し、
前記分光器が、１１２１ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６３９ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１６９ｎｍ以下の波長域を透過するバンドパスフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
前記分光器が、１１２１ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６３９ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１６９ｎｍ以下の波長域を透過するバンドパスフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
【請求項8】
前記吸光度測定部が、前記光源と前記測定セルとの光路上に分光器を更に有し、
前記分光器が、１２０４ｎｍ以上１２２３ｎｍ以下、１７４７ｎｍ以上１７６６ｎｍ以下、１８３１ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２３７９ｎｍ以下の波長域を透過するバンドパスフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
前記分光器が、１２０４ｎｍ以上１２２３ｎｍ以下、１７４７ｎｍ以上１７６６ｎｍ以下、１８３１ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２３７９ｎｍ以下の波長域を透過するバンドパスフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
【請求項9】
前記吸光度測定部が、前記光源と前記測定セルとの光路上に分光器を更に有し、
前記分光器が、１１６０ｎｍ以上１１６６ｎｍ以下、１２７２ｎｍ以上１３６８ｎｍ以下、１５１９ｎｍ以上１５９３ｎｍ以下、１６９４ｎｍ以上１７０７ｎｍ以下、２０８６ｎｍ以上２０９０ｎｍ以下、２２７４ｎｍ以上２２８４ｎｍ以下、及び２４４４ｎｍ以上２４７６ｎｍ以下の波長域を透過しないカットオフフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
前記分光器が、１１６０ｎｍ以上１１６６ｎｍ以下、１２７２ｎｍ以上１３６８ｎｍ以下、１５１９ｎｍ以上１５９３ｎｍ以下、１６９４ｎｍ以上１７０７ｎｍ以下、２０８６ｎｍ以上２０９０ｎｍ以下、２２７４ｎｍ以上２２８４ｎｍ以下、及び２４４４ｎｍ以上２４７６ｎｍ以下の波長域を透過しないカットオフフィルタである請求項６に記載の濃度比測定装置。
【請求項10】
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の濃度比の測定から除外され、
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、下記（１）又は（２）である請求項５に記載の濃度比測定装置。
（１）１５００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下及び／又は１７５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最大吸光度を超え、前記溶液に水が混入する場合
（２）１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最小吸光度未満であり、前記溶液に水素ガスが混入する場合
前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、下記（１）又は（２）である請求項５に記載の濃度比測定装置。
（１）１５００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下及び／又は１７５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最大吸光度を超え、前記溶液に水が混入する場合
（２）１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域の１以上の波長乃至波長域における吸光度が前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する前記溶液の最小吸光度未満であり、前記溶液に水素ガスが混入する場合
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、濃度比測定方法、及び濃度比測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
脱炭素型エネルギーとして、水素エネルギーの利用が推進されている。
水素は、気体のままではエネルギー密度が小さく運搬しにくいため、水素の貯蔵及び輸送技術として、例えば、水素とトルエンとを反応させて水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサンを合成し、メチルシクロヘキサンを輸送し、メチルシクロヘキサンから脱水素して水素を取り出す、有機ハイドライト方式と呼ばれる技術が報告されている（例えば、特許文献１など参照）。
水素は、気体のままではエネルギー密度が小さく運搬しにくいため、水素の貯蔵及び輸送技術として、例えば、水素とトルエンとを反応させて水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサンを合成し、メチルシクロヘキサンを輸送し、メチルシクロヘキサンから脱水素して水素を取り出す、有機ハイドライト方式と呼ばれる技術が報告されている（例えば、特許文献１など参照）。
【0003】
メチルシクロヘキサンの合成反応、又は脱水素反応におけるトルエンとメチルシクロヘキサンとの濃度比を求める方法としては、合成後の反応溶液をガスクロマトグラフィーなどの質量分析装置で測定して、反応溶液中のトルエンとメチルシクロヘキサンの濃度を求め、両者の濃度から転化率を算出する方法が知られている（例えば、特許文献２など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－０９５３２９号公報
【特許文献2】特開２０２０－１５９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来技術の前記ガスクロマトグラフィーによる測定方法では、測定試料における測定対象の成分濃度が十分に小さいことが要求されるため、測定試料をサンプリングし、溶媒で十分に希釈し、ガスクロマトグラフィー装置に呈する必要がある。したがって、従来技術の測定方法は、測定精度が高いものの、広い濃度範囲でリアルタイムに濃度を測定することができず、自動化が困難であるという問題がある。
【0006】
本開示は、広い濃度範囲で、トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の濃度比をリアルタイムに測定することができる濃度比測定方法、及び濃度比測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段としての、本開示の一態様による濃度比測定方法は、トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定する濃度比測定方法であって、
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程と、
前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程と、を含み、
前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、広い濃度範囲で、トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の成分濃度をリアルタイムに測定することができる濃度比測定方法、及び濃度比測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態における濃度比測定装置の一例を示す概略図である。
【図2】第２の実施形態における濃度比測定装置の一例を示す概略図である。
【図3】第１の実施形態における濃度比測定装置の他の例を示す概略図である。
【図4】第１の実施形態における濃度比測定装置の他の例を示す概略図である。
【図5】第１の実施形態における濃度比測定装置の他の例を示す概略図である。
【図6】第７の実施形態における濃度比測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図7】第７の実施形態における濃度比測定方法の他の例を示すフローチャートである。
【図8】トルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度との関係を示すグラフである。
【図9】トルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
【図10】波長幅１０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
【図11】波長幅２０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
【図12】第４の実施形態における濃度比測定用のバンドパスフィルタの一例の特性を示すグラフである。
【図13】第４の実施形態における濃度比測定用のバンドパスフィルタの他の一例の特性を示すグラフである。
【図14】第４の実施形態における濃度比測定用のバンドパスフィルタの他の一例の特性を示すグラフである。
【図16】第４の実施形態における濃度比測定用のカットオフフィルタの一例の特性を示すグラフである。
【図17】第４の実施形態における濃度比測定用のカットオフフィルタの他の一例の特性を示すグラフである。
【図18】本実施形態の濃度比測定装置を有する有機ハイドライド製造装置の一例を示す図である。
【図19】トルエン、メチルシクロヘキサン、水、及び水素における波長と吸光度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
【0011】
（濃度比測定方法、及び濃度比測定装置）
本開示の濃度比測定方法は、吸光度測定工程と、濃度比算出工程と、を含み、更に必要に応じて、特定波長設定工程、検量線作成工程などのその他の工程を有する。
本開示の濃度比測定装置は、吸光度測定部と、濃度比算出部と、を有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
以下に、前記濃度比測定方法、及び前記濃度比測定装置に共通する事項について、併せて説明する。
本開示の濃度比測定方法は、吸光度測定工程と、濃度比算出工程と、を含み、更に必要に応じて、特定波長設定工程、検量線作成工程などのその他の工程を有する。
本開示の濃度比測定装置は、吸光度測定部と、濃度比算出部と、を有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
以下に、前記濃度比測定方法、及び前記濃度比測定装置に共通する事項について、併せて説明する。
【0012】
－メチルシクロヘキサンの合成反応、及び脱水素反応－
まず、水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサンの合成反応、及び水素を取り出す反応である脱水素反応について説明する。
トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）と水素（Ｈ２）とを反応させて水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３）を合成する反応（水素付加反応とも称する）は、下記反応式（１）により表される。
まず、水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサンの合成反応、及び水素を取り出す反応である脱水素反応について説明する。
トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）と水素（Ｈ２）とを反応させて水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３）を合成する反応（水素付加反応とも称する）は、下記反応式（１）により表される。
【0013】
＜反応式（１）＞
Ｃ６Ｈ５ＣＨ３ ＋ ３Ｈ２ → Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３
Ｃ６Ｈ５ＣＨ３ ＋ ３Ｈ２ → Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３
【0014】
前記メチルシクロヘキサンの合成反応としては、公知の方法により実施することができ、例えば、トルエンと水素とを反応させる方法；トルエンを直接電気化学反応させることにより、水素ガスを経由せずに水とトルエンからメチルシクロヘキサンを合成する方法；などが挙げられる。
水素付加反応が開始されると、水素付加反応自体は発熱反応であるため、通常、反応系を冷却する必要がある。反応温度がメチルシクロヘキサンの大気圧下での沸点１００.９℃を大幅に超えると、メチルシクロヘキサンの合成効率（以下、「転化率」と称することがある）が低下する。そのため、例えば、冷却装置や冷却水ラインを使用して、反応温度が上昇し過ぎないように維持することが好ましい。前記反応温度としては、通常、８０℃～１００℃であり、８５℃～９８℃が好ましく、８５℃～９６℃がより好ましい。
水素付加反応が開始されると、水素付加反応自体は発熱反応であるため、通常、反応系を冷却する必要がある。反応温度がメチルシクロヘキサンの大気圧下での沸点１００.９℃を大幅に超えると、メチルシクロヘキサンの合成効率（以下、「転化率」と称することがある）が低下する。そのため、例えば、冷却装置や冷却水ラインを使用して、反応温度が上昇し過ぎないように維持することが好ましい。前記反応温度としては、通常、８０℃～１００℃であり、８５℃～９８℃が好ましく、８５℃～９６℃がより好ましい。
【0015】
メチルシクロヘキサンから水素を取り出す脱水素反応は、前記反応式（１）の逆反応である、下記反応式（２）により表される。
前記脱水素反応としては、公知の方法により実施することができる。
前記脱水素反応としては、公知の方法により実施することができる。
【0016】
＜反応式（２）＞
Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３ → Ｃ６Ｈ５ＣＨ３ ＋ ３Ｈ２
Ｃ６Ｈ１１ＣＨ３ → Ｃ６Ｈ５ＣＨ３ ＋ ３Ｈ２
【0017】
前記濃度比測定方法、及び濃度比測定装置は、このようなメチルシクロヘキサンの合成反応、乃至脱水素反応の溶液における、トルエンとメチルシクロヘキサンとの濃度比の測定に好適に適用することができる。
前記濃度比測定方法、及び濃度比測定装置によれば、従来技術の前記ガスクロマトグラフィーによる測定方法において必要とされる希釈処理を行うことなく、メチルシクロヘキサン０体積％から１００体積％までの広い濃度範囲で前記濃度比を測定することができるため、リアルタイムでの測定が可能となり、自動化による測定が可能となる。
反応後の溶液において前記濃度比を測定することにより、得られた反応溶液のメチルシクロヘキサンの転化率や脱水素効率を広い濃度範囲で簡便に評価することができる。
反応過程の溶液において前記濃度比をリアルタイムで測定することができ、これにより、反応装置や反応条件の最適化を図ることができる。
前記濃度比測定方法、及び濃度比測定装置によれば、従来技術の前記ガスクロマトグラフィーによる測定方法において必要とされる希釈処理を行うことなく、メチルシクロヘキサン０体積％から１００体積％までの広い濃度範囲で前記濃度比を測定することができるため、リアルタイムでの測定が可能となり、自動化による測定が可能となる。
反応後の溶液において前記濃度比を測定することにより、得られた反応溶液のメチルシクロヘキサンの転化率や脱水素効率を広い濃度範囲で簡便に評価することができる。
反応過程の溶液において前記濃度比をリアルタイムで測定することができ、これにより、反応装置や反応条件の最適化を図ることができる。
【0018】
［第１の実施形態］
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る濃度比測定装置１０を、フロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓのトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを得るために濃度比測定方法を実施する実施形態を例にして説明する。
濃度比測定装置１０は、溶液Ｓの特定波長における吸光度を測定する吸光度測定部１と、測定された吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて溶液Ｓのトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する濃度比算出部２とを有する。吸光度測定部１は、溶液Ｓを流通するフロースルー型の測定セル１ａと、測定セル１ａを流通する溶液Ｓに対して光線Ｌ１を照射する光源１ｂと、溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２を受光する吸光度検出器１ｃとを有する。更に、検量線を記憶する記憶部５を有してもよい。
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る濃度比測定装置１０を、フロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓのトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを得るために濃度比測定方法を実施する実施形態を例にして説明する。
濃度比測定装置１０は、溶液Ｓの特定波長における吸光度を測定する吸光度測定部１と、測定された吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて溶液Ｓのトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する濃度比算出部２とを有する。吸光度測定部１は、溶液Ｓを流通するフロースルー型の測定セル１ａと、測定セル１ａを流通する溶液Ｓに対して光線Ｌ１を照射する光源１ｂと、溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２を受光する吸光度検出器１ｃとを有する。更に、検量線を記憶する記憶部５を有してもよい。
【0019】
ここで、光線Ｌ１は、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の近赤外領域の波長域における１以上の波長乃至波長域である特定波長の光を含む。
吸光度検出器１ｃは、透過光Ｌ２を受光して、光路長Ｄに基づき特定波長における吸光度を検出及び測定する。
吸光度検出器１ｃは、透過光Ｌ２を受光して、光路長Ｄに基づき特定波長における吸光度を検出及び測定する。
【0020】
濃度比算出部２及び記憶部５は、操作部や表示部も備えた一つの装置でもよく、さらに吸光度測定部の動作を制御する制御部も備えていてもよい。濃度比算出部２及び記憶部５は１つのコンピュータに組み込まれてもよい。吸光度測定部１は１つの装置でもよく、吸光度測定部１及び濃度比算出部２が互いに有線、無線を介して接続されてもよい。
【0021】
吸光度は溶液の温度に大きく依存する場合がある。また、メチルシクロヘキサンの合成反応、乃至脱水素反応の反応過程における溶液を測定セル１ａに流通する場合、反応過程の溶液は８０℃以上の高温であり得る。そこで、正確な吸光度を測定するために、熱交換器を測定セル１ａの上流に配置するなどにより、測定セル１ａに流通する溶液Ｓの温度を一定温度に変換してもよい。
前記一定温度としては、吸光度が安定的に得られる限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２５℃程度であってよい。
前記一定温度としては、吸光度が安定的に得られる限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２５℃程度であってよい。
【0022】
［第２の実施形態］
第１の実施形態における濃度比測定装置１０は、フロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓに対して連続的に吸光度測定を行う実施形態であるが、この実施形態に限定するものではない。
図２に示す、第２の実施形態における濃度比測定装置２０のように、分取型の測定セル１ａ'内にサンプリングされた溶液Ｓに光線Ｌ１を送光し、溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２を受光する、バッチ方式の濃度比測定方法を実施する実施形態であってもよい。
第１の実施形態における濃度比測定装置１０は、フロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓに対して連続的に吸光度測定を行う実施形態であるが、この実施形態に限定するものではない。
図２に示す、第２の実施形態における濃度比測定装置２０のように、分取型の測定セル１ａ'内にサンプリングされた溶液Ｓに光線Ｌ１を送光し、溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２を受光する、バッチ方式の濃度比測定方法を実施する実施形態であってもよい。
【0023】
なお、図２に示す濃度比測定装置２０は、フロースルー型の測定セル１ａに代えて分取型の測定セル１ａ'を有すること以外は、図１に示す濃度比測定装置１０と同様の構成を適宜採用することができる。
ここで、分取型の測定セル１ａ'内への溶液Ｓのサンプリング方法としては、特に制限はなく、手動で行ってもよく、自動で行ってもよい。
ここで、分取型の測定セル１ａ'内への溶液Ｓのサンプリング方法としては、特に制限はなく、手動で行ってもよく、自動で行ってもよい。
【0024】
＜溶液＞
測定対象である、前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液とは、トルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかを含有する溶液であり、トルエン及びメチルシクロヘキサンのいずれか一方を含有する溶液であってもよく、トルエン及びメチルシクロヘキサンの両方を含み、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが任意の濃度比であってもよく、いずれの場合も好適に測定することができる。
測定対象である、前記トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液とは、トルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかを含有する溶液であり、トルエン及びメチルシクロヘキサンのいずれか一方を含有する溶液であってもよく、トルエン及びメチルシクロヘキサンの両方を含み、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが任意の濃度比であってもよく、いずれの場合も好適に測定することができる。
【0025】
前記溶液は、トルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかを含み、更に必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよいが、実質的にトルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかからなることが好ましい。
前記溶液におけるトルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかの含有量としては、前記溶液の全量に対する体積比で、９５体積％以上が好ましく、９８体積％以上がより好ましく、９９体積％以上が更に好ましい。
前記溶液におけるトルエン及びメチルシクロヘキサンの少なくともいずれかの含有量としては、前記溶液の全量に対する体積比で、９５体積％以上が好ましく、９８体積％以上がより好ましく、９９体積％以上が更に好ましい。
【0026】
前記その他の成分としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゼン、メタン等の副産物；メチルシクロヘキサンの合成反応や脱水素反応における触媒や反応装置由来の成分；などが挙げられる。
【0027】
＜吸光度測定工程、及び吸光度測定部＞
前記吸光度測定工程は、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程であり、前記吸光度測定部により好適に実施することができる。
前記吸光度測定部は、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する部であり、具体的には、測定セルと、前記測定セルに収容された前記溶液に特定波長の光線を照射する光源と、前記溶液を透過した透過光の吸光度を測定する吸光度検出器と、を有することが好ましく、更に必要に応じて、レンズ、分光器、光ファイバなどを有する。
前記吸光度測定工程は、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する工程であり、前記吸光度測定部により好適に実施することができる。
前記吸光度測定部は、前記溶液の特定波長における吸光度を測定する部であり、具体的には、測定セルと、前記測定セルに収容された前記溶液に特定波長の光線を照射する光源と、前記溶液を透過した透過光の吸光度を測定する吸光度検出器と、を有することが好ましく、更に必要に応じて、レンズ、分光器、光ファイバなどを有する。
【0028】
前記特定波長としては、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【0029】
以下に示す実施例から明らかな通り、前記特定波長は、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍと、吸光度との間に良好な相関関係が得られる、決定係数が１に近い波長乃至波長域である。
したがって、前記溶液の特定波長における吸光度を測定し、これに基づき濃度比ｔ：ｍを算出することにより、メチルシクロヘキサン０体積％から１００体積％までの広い濃度範囲で前記濃度比を測定することができ、また、溶液の前処理なしに、リアルタイムに前記濃度比を測定することができる。
したがって、前記溶液の特定波長における吸光度を測定し、これに基づき濃度比ｔ：ｍを算出することにより、メチルシクロヘキサン０体積％から１００体積％までの広い濃度範囲で前記濃度比を測定することができ、また、溶液の前処理なしに、リアルタイムに前記濃度比を測定することができる。
【0030】
なお、前記溶液がその他の成分を含み、その他の成分が、その他の成分に固有の波長における溶液の吸光度に影響を及ぼす場合には、その他の成分に固有の波長を含まないように前記特定波長を設定することにより、測定精度の高い濃度比測定方法を実施することができる。
【0031】
＜＜測定セル＞＞
前記測定セルとしては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フロースルー型の測定セル、分取型の測定セルなどが挙げられる。
前記測定セルの光線を透過する部分の材質としては、特定波長、溶液組成などに応じて適宜選択することができ、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。
前記測定セルとしては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フロースルー型の測定セル、分取型の測定セルなどが挙げられる。
前記測定セルの光線を透過する部分の材質としては、特定波長、溶液組成などに応じて適宜選択することができ、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。
【0032】
＜＜光源＞＞
前記光源としては、特定波長を含む限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザ光、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の単色光源；ハロゲンランプ等の連続光；などが挙げられる。
前記光源としては、特定波長を含む限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザ光、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の単色光源；ハロゲンランプ等の連続光；などが挙げられる。
【0033】
＜＜レンズ＞＞
前記レンズは、光源から照射される光、測定セルに照射される光、測定セルを透過した透過光、吸光度検出器に入力される光等の光を収束させたり、平行光にしたりするために光路上の各位置に配置することができる。
前記レンズは、光源から照射される光、測定セルに照射される光、測定セルを透過した透過光、吸光度検出器に入力される光等の光を収束させたり、平行光にしたりするために光路上の各位置に配置することができる。
【0034】
＜＜分光器＞＞
前記分光器としては、特定波長を透過する限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光学フィルタ、プリズム、回折格子などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記光学フィルタとしては、例えば、特定の単色光乃至複数の波長域を透過するバンドパスフィルタ、カットオン波長よりも長い波長を透過するロングパスフィルタ、カットオフ波長よりも短い波長を透過するショートパスフィルタ、特定の単色光乃至複数の波長域を透過しないカットオフフィルタ、色ガラスフィルタ、ダイクロイックフィルタなどが挙げられる。
また、分光器としては、透過波長域を変更可能な可変光フィルタと可変光減衰器との組み合わせも好適に用いることができる。
前記分光器としては、特定波長を透過する限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光学フィルタ、プリズム、回折格子などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記光学フィルタとしては、例えば、特定の単色光乃至複数の波長域を透過するバンドパスフィルタ、カットオン波長よりも長い波長を透過するロングパスフィルタ、カットオフ波長よりも短い波長を透過するショートパスフィルタ、特定の単色光乃至複数の波長域を透過しないカットオフフィルタ、色ガラスフィルタ、ダイクロイックフィルタなどが挙げられる。
また、分光器としては、透過波長域を変更可能な可変光フィルタと可変光減衰器との組み合わせも好適に用いることができる。
【0035】
＜＜光ファイバ＞＞
前記濃度比測定装置は、光源から測定セルに照射される光、測定セルを透過して吸光度検出器に入力される透過光等の光を効率的に送光するため、光源と測定セルとの間、乃至測定セルと吸光度検出器との間に、光ファイバを用いてもよい。
前記濃度比測定装置は、光源から測定セルに照射される光、測定セルを透過して吸光度検出器に入力される透過光等の光を効率的に送光するため、光源と測定セルとの間、乃至測定セルと吸光度検出器との間に、光ファイバを用いてもよい。
【0036】
＜＜吸光度検出器＞＞
前記吸光度検出器としては、特定波長を検出可能な限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光半導体（ホトセル）、光電子増倍管（ホトマルチプライヤー）などが挙げられる。
前記吸光度検出器は、透過光を電気信号に変換することで前記溶液の特定波長における吸光度を測定することができる。
前記吸光度検出器としては、特定波長を検出可能な限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光半導体（ホトセル）、光電子増倍管（ホトマルチプライヤー）などが挙げられる。
前記吸光度検出器は、透過光を電気信号に変換することで前記溶液の特定波長における吸光度を測定することができる。
【0037】
第３の実施形態、乃至第６の実施形態として、光源と分光器との好適な組み合わせを有する濃度比測定方法、及び濃度比測定装置について説明する。
これらの実施形態は、例えば、図１に示す濃度比測定装置１０、及び図２に示す濃度比測定装置２０のいずれにも適用することができる。
これらの実施形態は、例えば、図１に示す濃度比測定装置１０、及び図２に示す濃度比測定装置２０のいずれにも適用することができる。
【0038】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、特定波長である単色光を照射する光源と、特定波長である単色光を透過するバンドパスフィルタなどの分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
第３の実施形態は、特定波長である単色光を照射する光源と、特定波長である単色光を透過するバンドパスフィルタなどの分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
【0039】
第３の実施形態、乃至第６の実施形態のいずれにおいても、分光器は、光源と測定セルとの間の光路上に設けられた前分光方式であってもよく（図３～４参照）、測定セルと吸光度検出器との間の光路上に設けられた後分光方式であってもよい（図５参照）。
前分光方式の場合、分光器は、図３に示すように光源の後に設けられてもよく、図４に示すように測定セルの前に設けられてもよい。
第３の実施形態において、分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図３～４に示すように光源の後、又は測定セルの前に設けることが好ましい。
前分光方式の場合、分光器は、図３に示すように光源の後に設けられてもよく、図４に示すように測定セルの前に設けられてもよい。
第３の実施形態において、分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図３～４に示すように光源の後、又は測定セルの前に設けることが好ましい。
【0040】
第３の実施形態によれば、特定波長である単色光に基づき吸光度を測定し、濃度比を算出することで、単色光の吸光度測定装置を利用でき、測定及び算出を簡便化することができる。
【0041】
［第４の実施形態：濃度比測定装置、及び濃度比測定用フィルタ］
第４の実施形態は、連続光を照射する光源と、単色光よりも広い波長域乃至複数の波長域の特定波長を透過するバンドパスフィルタ、カットオフフィルタ、可変光フィルタなどの分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
第４の実施形態は、連続光を照射する光源と、単色光よりも広い波長域乃至複数の波長域の特定波長を透過するバンドパスフィルタ、カットオフフィルタ、可変光フィルタなどの分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
【0042】
前記バンドパスフィルタとしては、特定波長を透過する限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、下記表５に示す、１１２１ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１２０４ｎｍ以上１２２３ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６３９ｎｍ以下、１７４７ｎｍ以上１７６６ｎｍ以下、１８３１ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１６９ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２３７９ｎｍ以下の波長域のうち、少なくとも１つの波長域を透過するバンドパスフィルタであることが好ましく、２以上の波長域を透過するバンドパスフィルタであることがより好ましい。
【0043】
ここで、これらの波長域は２つのグループに分類することができ、具体的には、トルエン濃度が上昇すると吸光度が増加するＴ群の波長域、及びメチルシクロヘキサン濃度が上昇すると吸光度が増加するＭ群の波長域に分類することができる。
Ｔ群の波長域は、１１２１ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６３９ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１６９ｎｍ以下の３つの波長域である（図１３参照）。
Ｍ群の波長域は、１２０４ｎｍ以上１２２３ｎｍ以下、１７４７ｎｍ以上１７６６ｎｍ以下、１８３１ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２３７９ｎｍ以下の４つの波長域である（図１４参照）。
Ｔ群の波長域は、１１２１ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６３９ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１６９ｎｍ以下の３つの波長域である（図１３参照）。
Ｍ群の波長域は、１２０４ｎｍ以上１２２３ｎｍ以下、１７４７ｎｍ以上１７６６ｎｍ以下、１８３１ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２３７９ｎｍ以下の４つの波長域である（図１４参照）。
【0044】
具体的には、下記表５に示す３つ乃至４つの波長域を透過する特性を有する、図１２～図１４のいずれかに示すバンドパスフィルタを、トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定するための濃度比測定用フィルタとして、特に好適に用いることができる。
例えば、図３～４に示す分光器３の位置、つまり、光源１ｂと測定セル１ａとの光路上に分光器を有することで、吸光度と濃度比に良好なリニアリティの関係のある波長域のみ吸光度を測定することができる。具体的には、タングステンランプなどの光源から連続光を入射することができ、透過波長の限定も緩和されることから光量が増え、安定した濃度比の測定が可能となる。
例えば、図３～４に示す分光器３の位置、つまり、光源１ｂと測定セル１ａとの光路上に分光器を有することで、吸光度と濃度比に良好なリニアリティの関係のある波長域のみ吸光度を測定することができる。具体的には、タングステンランプなどの光源から連続光を入射することができ、透過波長の限定も緩和されることから光量が増え、安定した濃度比の測定が可能となる。
【0045】
前記カットオフフィルタとしては、特定波長を透過する限り、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、下記表６に示す、１１６０ｎｍ以上１１６６ｎｍ以下、１２７２ｎｍ以上１３６８ｎｍ以下、１５１９ｎｍ以上１５９３ｎｍ以下、１６９４ｎｍ以上１７０７ｎｍ以下、２０８６ｎｍ以上２０９０ｎｍ以下、２２７４ｎｍ以上２２８４ｎｍ以下、及び２４４４ｎｍ以上２４７６ｎｍ以下の波長域のうち、少なくとも１つの波長域を透過しないカットオフフィルタであることが好ましく、２以上の波長域を透過しないカットオフフィルタであることがより好ましく、全ての波長域を透過しないカットオフフィルタであることが更に好ましい。
【0046】
具体的には、下記表６及び図１５に示すＡ～Ｇの７つの波長域を透過しない特性を有する、図１６～図１７のいずれかに示すカットオフフィルタを、トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比を測定するための濃度比測定用フィルタとして、特に好適に用いることができる。
例えば、図３～４に示す分光器３の位置、つまり、光源１ｂと測定セル１ａとの光路上に分光器を有することで、リニアリティが劣る波長域が吸光度検出器に入力されないことから、リニアリティの良い濃度比の測定が可能である。
例えば、図３～４に示す分光器３の位置、つまり、光源１ｂと測定セル１ａとの光路上に分光器を有することで、リニアリティが劣る波長域が吸光度検出器に入力されないことから、リニアリティの良い濃度比の測定が可能である。
【0047】
前記分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図３～４に示すように光源の後、又は測定セルの前に設けることが好ましい。
【0048】
第４の実施形態によれば、広い波長域乃至複数の波長域の特定波長に基づき吸光度を測定し、濃度比を算出することで、精度の高い濃度比の測定をすることができる。
【0049】
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、連続光を照射する光源と、透過波長域を変更可能な可変光フィルタを用いて特定波長である単色光を透過する分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
前記可変光フィルタとしては、例えば、ファブリペロー干渉フィルタなどが挙げられる。
前記分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図５に示すように吸光度検出器の前に設けることが好ましい。
第５の実施形態は、連続光を照射する光源と、透過波長域を変更可能な可変光フィルタを用いて特定波長である単色光を透過する分光器と、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
前記可変光フィルタとしては、例えば、ファブリペロー干渉フィルタなどが挙げられる。
前記分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図５に示すように吸光度検出器の前に設けることが好ましい。
【0050】
［第６の実施形態］
第６の実施形態は、連続光を照射する光源と、分光器として、特定波長である単色光を取り出すモノクロメータと、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
前記モノクロメータとは、プリズム、回折格子等の分散素子で分散した光から特定の波長の光を出口スリットから取り出す機構を有する分光器である。
前記分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図３に示すように光源の後に設けることが好ましい。
第６の実施形態は、連続光を照射する光源と、分光器として、特定波長である単色光を取り出すモノクロメータと、を組み合わせて用いる濃度比測定装置、及び当該濃度比測定装置を用いて濃度比測定方法を実施する実施形態である。
前記モノクロメータとは、プリズム、回折格子等の分散素子で分散した光から特定の波長の光を出口スリットから取り出す機構を有する分光器である。
前記分光器を設ける位置としては、適宜選択することができるが、図３に示すように光源の後に設けることが好ましい。
【0051】
＜濃度比算出工程、及び濃度比算出部＞
前記濃度比算出工程は、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程であり、前記濃度比算出部により好適に実施することができる。
前記濃度比算出部は、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する部であり、例えば、以下に説明する式（１）及び（２）に基づき、濃度比を算出するプログラムが格納されたコンピュータなどが挙げられる。
前記濃度比算出工程は、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程であり、前記濃度比算出部により好適に実施することができる。
前記濃度比算出部は、前記吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する部であり、例えば、以下に説明する式（１）及び（２）に基づき、濃度比を算出するプログラムが格納されたコンピュータなどが挙げられる。
【0052】
［第７の実施形態：１つの波長に基づく濃度比測定方法］
以下に、濃度比測定方法の実施形態について説明する。
第７の実施形態における濃度比測定方法は、図１～５に示す濃度比測定装置１０、２０、３０、４０、及び５０のいずれによっても好適に実施できるが、代表して図１に基づき説明する。
濃度比測定装置１０は、光源１ｂからの光線Ｌ１を溶液Ｓに照射して溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２の吸光度、及び光路長Ｄに基づいて、溶液Ｓ中のトルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比を算出する。
濃度比測定方法は、吸光度測定工程と、濃度比算出工程とを含み、更に必要に応じて、特定波長を設定する特定波長設定工程、検量線を作成する検量線作成工程を含んでもよい。
以下に、濃度比測定方法の実施形態について説明する。
第７の実施形態における濃度比測定方法は、図１～５に示す濃度比測定装置１０、２０、３０、４０、及び５０のいずれによっても好適に実施できるが、代表して図１に基づき説明する。
濃度比測定装置１０は、光源１ｂからの光線Ｌ１を溶液Ｓに照射して溶液Ｓを透過した透過光Ｌ２の吸光度、及び光路長Ｄに基づいて、溶液Ｓ中のトルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比を算出する。
濃度比測定方法は、吸光度測定工程と、濃度比算出工程とを含み、更に必要に応じて、特定波長を設定する特定波長設定工程、検量線を作成する検量線作成工程を含んでもよい。
【0053】
＜特定波長設定工程＞
特定波長設定工程では、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である特定波長を設定する。
特定波長設定工程では、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である特定波長を設定する。
【0054】
特定波長を設定する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、例えば、第３の実施形態の濃度比測定装置において特定波長である単色光を照射可能な光源を設定する方法；第４の実施形態の濃度比測定装置において広い波長域乃至複数の波長域の特定波長を透過するバンドパスフィルタ、カットオフフィルタなどの分光器を設定する方法；第５の実施形態の濃度比測定装置において可変光フィルタの透過波長を特定波長である単色光に設定する方法；第６の実施形態の濃度比測定装置においてモノクロメータの波長を特定波長である単色光に設定する方法；濃度比算出部において算出に用いる特定波長を特定する方法などが挙げられる。
【0055】
＜検量線作成工程＞
検量線作成工程では、予めトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが明らかな、段階的な濃度比を有する各標準溶液を準備し、所望の乃至設定した特定波長における吸光度を測定して、濃度比と吸光度との関係がリニアリティを示す検量線を作成する。
検量線作成工程では、予めトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが明らかな、段階的な濃度比を有する各標準溶液を準備し、所望の乃至設定した特定波長における吸光度を測定して、濃度比と吸光度との関係がリニアリティを示す検量線を作成する。
【0056】
検量線を作成する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、例えば、後述する実施例及び図８に示す方法により検量線を作成することができる。更に、作成した検量線を記憶部に記憶させることができる。
標準溶液における段階的な濃度比としては、例えば、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍ（体積比）で、それぞれ０：１００、１０：９０、３０：７０、５０：５０、７０：３０、９０：１０、及び１００：０などが挙げられる。
標準溶液における段階的な濃度比としては、例えば、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍ（体積比）で、それぞれ０：１００、１０：９０、３０：７０、５０：５０、７０：３０、９０：１０、及び１００：０などが挙げられる。
【0057】
＜吸光度測定工程＞
吸光度測定工程では、測定対象である（すなわち、濃度比が未知の）溶液の特定波長における吸光度を測定する。
第７の実施形態においては、特定波長が、１つの波長である。
吸光度を測定する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、具体的には、図６及び７に示すように、以下のステップ１－１～ステップ１－３により測定することができる。
ステップ１－１：溶液を有しないブランクの測定セルの特定波長における透過光Ｔ０の光量を測定する。
ステップ１－２：溶液を有する測定セルの特定波長における透過光Ｔの光量を測定する。
ステップ１－３：透過率Ｔ／Ｔ０、及び下記式（１）に基づき、特定波長における吸光度Ａを求める。
吸光度測定工程では、測定対象である（すなわち、濃度比が未知の）溶液の特定波長における吸光度を測定する。
第７の実施形態においては、特定波長が、１つの波長である。
吸光度を測定する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、具体的には、図６及び７に示すように、以下のステップ１－１～ステップ１－３により測定することができる。
ステップ１－１：溶液を有しないブランクの測定セルの特定波長における透過光Ｔ０の光量を測定する。
ステップ１－２：溶液を有する測定セルの特定波長における透過光Ｔの光量を測定する。
ステップ１－３：透過率Ｔ／Ｔ０、及び下記式（１）に基づき、特定波長における吸光度Ａを求める。
【0058】
【数1】
Ｔ０： 特定波長におけるブランクの透過光
Ｔ： 特定波長における溶液の透過光
Ａ： 特定波長における吸光度
【0059】
＜濃度比算出工程＞
濃度比算出工程では、吸光度測定工程で求めた吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する。
濃度比ｔ：ｍを算出する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、具体的には、前記検量線、及び下記式（２）に基づき濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
濃度比算出工程では、吸光度測定工程で求めた吸光度に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する。
濃度比ｔ：ｍを算出する方法としては、特に制限はなく目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、具体的には、前記検量線、及び下記式（２）に基づき濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
【0060】
【数2】
Ａ（λ１）： 特定波長λ１における吸光度［Ａ．Ｕ．］
αＴ（λ１）： λ１におけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
αＭ（λ１）： λ１におけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｔ： 溶液中のトルエンの濃度比（体積比）
ｍ： 溶液中のメチルシクロヘキサンの濃度比（体積比）
ただし、ｔ＋ｍ＝１
【0061】
ここで、実施形態４において、バンドパスフィルタを用いた態様では、バンドパスフィルタを透過可能な波長域における吸光度を全て加算して、濃度比ｔ：ｍを算出することができる。近赤外領域で決定係数が０．９９以上の波長域の波長をすべて使うことにより、吸光度測定器の受光素子に届く光量を大きくでき、したがって、Ｓ／Ｎのよい測定が可能となる。
具体的には、Ａ（λｉ）の和を測定した後に、Ａ（λｉ）、及びｔ以外は既知である下記式（３）に基づき、ｔを求めることで、濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
具体的には、Ａ（λｉ）の和を測定した後に、Ａ（λｉ）、及びｔ以外は既知である下記式（３）に基づき、ｔを求めることで、濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
【0062】
【数3】
Ａ（λｉ）： 特定波長λｉにおける吸光度［Ａ．Ｕ．］
αＴ（λｉ）： λｉにおけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
αＭ（λｉ）： λｉにおけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｔ： 溶液中のトルエンの濃度比（体積比）
ｍ＝１－ｔ： 溶液中のメチルシクロヘキサンの濃度比（体積比）
ｎ： 波長域の数
【0063】
図６に示すように、吸光度測定工程として、ステップ１－１～１－３を実施し、濃度比算出工程としてステップ２を実施してもよく、図７に示すように、任意の特定波長設定工程として、ステップ０をステップ１－１の前に更に実施してもよい。
【0064】
［第８の実施形態：２つ以上の波長乃至波長域に基づく濃度比測定方法］
第８の実施形態の濃度比測定方法は、特定波長が、２つ以上の波長乃至波長域である実施形態である。２つ以上の波長乃至波長域に基づくこと以外は、第７の実施形態と同様にして実施することができる。
濃度比を求めるためには、第７の実施形態に示すように濃度比と吸光度とのリニアリティが優れる特定波長におけるいずれの波長の吸光度を測定してもよいが、第８の実施形態に示すように、２つ以上の波長乃至波長域での吸光度を測定し、その平均吸光度を用いることで、更に安定した精度の高い測定が実現できる。
第８の実施形態の濃度比測定方法は、特定波長が、２つ以上の波長乃至波長域である実施形態である。２つ以上の波長乃至波長域に基づくこと以外は、第７の実施形態と同様にして実施することができる。
濃度比を求めるためには、第７の実施形態に示すように濃度比と吸光度とのリニアリティが優れる特定波長におけるいずれの波長の吸光度を測定してもよいが、第８の実施形態に示すように、２つ以上の波長乃至波長域での吸光度を測定し、その平均吸光度を用いることで、更に安定した精度の高い測定が実現できる。
【0065】
特定波長が、２つ以上の波長λ１、・・・λｎ（ｎは、２以上の整数を示す）である場合、得られる吸光度Ａ（λ１）、・・・Ａ（λｎ）を測定し、これらの吸光度を加算平均した平均吸光度Ａｍｅａｎを求める。次いで、第７の実施形態において、式（２）におけるＡ（λ１）にＡｍｅａｎを代入することにより、濃度比を求めることができる。
【0066】
特定波長が、λ１からλ２の波長域である場合、その波長域内のデジタル的、又はアナログ的な平均吸光度Ａｍｅａｎを求め、第７の実施形態において、式（２）におけるＡ（λ１）にＡｍｅａｎを代入することにより、濃度比を求めることができる。
平均吸光度Ａｍｅａｎを求める方法としては、用いる濃度比測定装置の仕様に応じて適宜選択することができ、例えば、所定の波長分解能により測定した波長ごとの吸光度から、設定した波長域である特定波長について積算して平均することにより平均吸光度を求めるデジタル的な方法；バンドパスフィルタなどの光学フィルタを用いて、特定波長の波長域の光を照射してその透過光をまとめて受光し、アナログ式に当該波長域における吸光度を求める方法；などが挙げられる。
平均吸光度Ａｍｅａｎを求める方法としては、用いる濃度比測定装置の仕様に応じて適宜選択することができ、例えば、所定の波長分解能により測定した波長ごとの吸光度から、設定した波長域である特定波長について積算して平均することにより平均吸光度を求めるデジタル的な方法；バンドパスフィルタなどの光学フィルタを用いて、特定波長の波長域の光を照射してその透過光をまとめて受光し、アナログ式に当該波長域における吸光度を求める方法；などが挙げられる。
【0067】
第８の実施形態において、前記特定波長は、２以上の波長乃至波長域、すなわち、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の７つの波長域における２つ以上の波長乃至波長域である。
前記波長域としては、前記７つの波長域（すなわち、後述する表２に示す決定係数が１に近い波長域）のいずれかの範囲内であれば、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。
前記波長域の波長幅Δλとしては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５［ｎｍ］、１０［ｎｍ］、２０［ｎｍ］などが挙げられる。
市販されている光学フィルタは、半値幅１０［ｎｍ］、２０［ｎｍ］のものが多く、これらのフィルタを好適に用いることができる。また、任意の半値幅を有する光学フィルタや、透過波長域を変更可能な可変光フィルタを用いてアナログ的に平均吸光度を求めてもよく、前記デジタル的な方法を用いてもよい。
前記波長域としては、前記７つの波長域（すなわち、後述する表２に示す決定係数が１に近い波長域）のいずれかの範囲内であれば、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。
前記波長域の波長幅Δλとしては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５［ｎｍ］、１０［ｎｍ］、２０［ｎｍ］などが挙げられる。
市販されている光学フィルタは、半値幅１０［ｎｍ］、２０［ｎｍ］のものが多く、これらのフィルタを好適に用いることができる。また、任意の半値幅を有する光学フィルタや、透過波長域を変更可能な可変光フィルタを用いてアナログ的に平均吸光度を求めてもよく、前記デジタル的な方法を用いてもよい。
【0068】
後述する実施例、図１０～１１、及び表３から明らかな通り、１の波長で測定した吸光度と比べて、平均吸光度では、決定係数が向上し、したがって、よりリニアリティの高い測定を行うことができる。また、透過光の総量が増え、波長や透過光の測定誤差などの影響を低減でき、Ｓ／Ｎ比が向上する。
したがって、第８の実施形態の濃度比測定方法によれば、より安定した精度の高い濃度比の測定が可能となる。
したがって、第８の実施形態の濃度比測定方法によれば、より安定した精度の高い濃度比の測定が可能となる。
【0069】
［第９の実施形態：２つの特定波長に基づく濃度比測定方法］
また、第９の実施形態の濃度比測定方法として、２つの互いに異なる特定波長として、第１の特定波長λ１、及び第２の特定波長λ２を選択し、各波長における溶液の吸光度をそれぞれ測定し、各波長におけるトルエンのモル吸光度、及びメチルシクロヘキサンのモル吸光度、及び下記式（１２）に基づいてトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
また、第９の実施形態の濃度比測定方法として、２つの互いに異なる特定波長として、第１の特定波長λ１、及び第２の特定波長λ２を選択し、各波長における溶液の吸光度をそれぞれ測定し、各波長におけるトルエンのモル吸光度、及びメチルシクロヘキサンのモル吸光度、及び下記式（１２）に基づいてトルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出することができる。
【0070】
第９の実施形態において、前記特定波長は、２つの波長、すなわち、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における２つの互いに異なる波長である。
【0071】
まず、波長λ１、及びλ２の各波長にて、トルエンの吸光度ＡＴ（λ１）、及びＡＴ（λ２）と、メチルシクロヘキサンの吸光度ＡＭ（λ１）、及びＡＭ（λ２）をそれぞれ測定する。その測定結果、及び以下の式（４）～（９）より、トルエンとメチルシクロヘキサンの各波長におけるモル吸光係数を求める。
【0072】
【数4】
αＴ（λ１）： λ１におけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
ＡＴ（λ１）： λ１におけるトルエンの吸光度［Ａ．Ｕ．］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
【0073】
【数5】
αＴ（λ２）： λ２におけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
ＡＴ（λ２）： λ２におけるトルエンの吸光度［Ａ．Ｕ．］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
【0074】
【数6】
αＭ（λ１）： λ１におけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
ＡＭ（λ１）： λ１におけるメチルシクロヘキサンの吸光度［Ａ．Ｕ．］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
【0075】
【数7】
αＭ（λ２）： λ２におけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
ＡＭ（λ２）： λ２におけるメチルシクロヘキサンの吸光度［Ａ．Ｕ．］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
【0076】
波長λ１、及びλ２の吸光度は、式（８）～（１１）と表すことができる。
【0077】
【数8】
Ｔ０（λ１）： λ１におけるブランクの透過光
Ｔ（λ１）： λ１における溶液の透過光
Ａ（λ１）： λ１における吸光度
【0078】
【数9】
Ｔ０（λ２）： λ２におけるブランクの透過光
Ｔ（λ２）： λ２における溶液の透過光
Ａ（λ２）： λ２における吸光度
【0079】
【数10】
【0080】
【数11】
【0081】
式（１０）～（１１）を行列式である式（１２）で表すことができ、式（１２）の逆行列を求めて両辺の左から作用させると式（１３）となる。
【0082】
【数12】
【0083】
【数13】
【0084】
式（１２）の左辺は、求めるトルエンのモル濃度t×ｃＴと、メチルシクロヘキサンのモル濃度ｍ×ｃＭである。
式（１３）の右辺を見ると、トルエンの吸光係数と、メチルシクロヘキサンの吸光係数と、溶液の吸光度と、光路長と、のみから表されていることがわかる。
このことから、予め求めたトルエンの吸光係数と、メチルシクロヘキサンの吸光係数と、式（１３）に基づいて、２つの特定波長における溶液の吸光度Ａ（λ１）、及びＡ（λ２）を測定することにより、トルエンのモル濃度t×ｃＴと、メチルシクロヘキサンのモル濃度ｍ×ｃＭを求めることが可能であることがわかる。
この結果から、トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍをｃＴ、ｃＭの値を用いて、算出することができる。
式（１３）の右辺を見ると、トルエンの吸光係数と、メチルシクロヘキサンの吸光係数と、溶液の吸光度と、光路長と、のみから表されていることがわかる。
このことから、予め求めたトルエンの吸光係数と、メチルシクロヘキサンの吸光係数と、式（１３）に基づいて、２つの特定波長における溶液の吸光度Ａ（λ１）、及びＡ（λ２）を測定することにより、トルエンのモル濃度t×ｃＴと、メチルシクロヘキサンのモル濃度ｍ×ｃＭを求めることが可能であることがわかる。
この結果から、トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍをｃＴ、ｃＭの値を用いて、算出することができる。
【0085】
［第１０の実施形態：波長依存性が小さい波長域に基づく濃度比測定方法］
第１０の実施形態の濃度比測定方法は、波長依存性が小さい波長域に基づく実施形態である。なお、波長依存性が小さい波長域に基づくこと以外は、第７～９の実施形態と同様にして実施することができる。
第１０の実施形態における前記特定波長は、波長依存性が小さい波長域における１以上の波長乃至波長域、すなわち、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下の、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
第１０の実施形態の濃度比測定方法は、波長依存性が小さい波長域に基づく実施形態である。なお、波長依存性が小さい波長域に基づくこと以外は、第７～９の実施形態と同様にして実施することができる。
第１０の実施形態における前記特定波長は、波長依存性が小さい波長域における１以上の波長乃至波長域、すなわち、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下の、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【0086】
吸光度には波長依存性がある。この波長依存性が小さいほど計測が安定する。もし、波長依存性が大きい場合、少しの測定波長変化に対して吸光度の変化が大きくなり、測定波長に揺らぎがあると、再現性が劣化してしまう。このことは誤差感度が高いということになり、計測が安定しない要因の１つとなる。
したがって、測定波長の揺らぎに由来する誤差を低減し、精度のよい測定を行う観点から、波長依存性が小さい（平坦性のよい）波長域を選択するとよく、後述する実施例の表４から明らかな通り、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下の波長域、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域を選択することが好ましい。
第１０の実施形態の濃度比測定方法によれば、測定波長の揺らぎに由来する誤差を低減し、精度のよい測定を行うことができる。
したがって、測定波長の揺らぎに由来する誤差を低減し、精度のよい測定を行う観点から、波長依存性が小さい（平坦性のよい）波長域を選択するとよく、後述する実施例の表４から明らかな通り、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下の波長域、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域を選択することが好ましい。
第１０の実施形態の濃度比測定方法によれば、測定波長の揺らぎに由来する誤差を低減し、精度のよい測定を行うことができる。
【0087】
［第１１の実施形態：吸光度感度が大きい波長域に基づく濃度比測定方法］
第１１の実施形態の濃度比測定方法は、吸光度感度が大きい波長域に基づく実施形態である。なお、吸光度感度が大きい波長域に基づくこと以外は、第７～９の実施形態と同様にして実施することができる。
第１１の実施形態における前記特定波長は、吸光度感度が大きい波長域における１以上の波長乃至波長域、すなわち、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
第１１の実施形態の濃度比測定方法は、吸光度感度が大きい波長域に基づく実施形態である。なお、吸光度感度が大きい波長域に基づくこと以外は、第７～９の実施形態と同様にして実施することができる。
第１１の実施形態における前記特定波長は、吸光度感度が大きい波長域における１以上の波長乃至波長域、すなわち、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１以上の波長乃至波長域である。
【0088】
波長依存性が小さいほど計測が安定する一方で、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比は、トルエン及びメチルシクロヘキサンの水素化／脱水素化の反応の進み具合によって変化する。そのため、その変化の向き（水素化又は脱水素化）や、変化のダイナミックを知るためには、できるだけ吸光度感度が大きい波長域で吸光度を求めるとよい。
具体的には、後述する実施例の表４から明らかな通り、吸光度の傾きの大きさ｜ａ｜＞０．５である１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下の波長域、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域を選択することが好ましい。
第１１の実施形態の濃度比測定方法によれば、濃度比の変化に対して感度の高い測定を行うことができる。
具体的には、後述する実施例の表４から明らかな通り、吸光度の傾きの大きさ｜ａ｜＞０．５である１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下の波長域、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域を選択することが好ましい。
第１１の実施形態の濃度比測定方法によれば、濃度比の変化に対して感度の高い測定を行うことができる。
【0089】
第１０～１１の実施形態のように、測定波長は、目的によって変えることができる。
つまり、濃度比をモニタする用途には決定係数が１に近く、かつ吸光度の波長依存性の小さな（平坦性の良い）波長域で測定することができる。一方、反応の方向やダイナミックを確認したり、反応の最終段階における転化率の微小な変化を確認したりする場合には、濃度比に対する吸光度の感度の高い（傾きａの絶対値｜ａ｜が大きい）波長域で測定することができる。
つまり、濃度比をモニタする用途には決定係数が１に近く、かつ吸光度の波長依存性の小さな（平坦性の良い）波長域で測定することができる。一方、反応の方向やダイナミックを確認したり、反応の最終段階における転化率の微小な変化を確認したりする場合には、濃度比に対する吸光度の感度の高い（傾きａの絶対値｜ａ｜が大きい）波長域で測定することができる。
【0090】
［第１２の実施形態：溶液に水乃至水素ガスが混入する場合を除外する濃度比測定方法］
第１２の実施形態の濃度比測定方法は、副産物である水乃至水素ガスが前記溶液に混入する場合を除外して、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の測定を行う実施形態である。なお、前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合を除外すること以外は、第１～１１の実施形態と同様にして実施することができる。
第１２の実施形態の濃度比測定方法は、副産物である水乃至水素ガスが前記溶液に混入する場合を除外して、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の測定を行う実施形態である。なお、前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合を除外すること以外は、第１～１１の実施形態と同様にして実施することができる。
【0091】
第１２の実施形態の濃度比測定装置は、前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が、トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の濃度比の測定から除外され、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の測定を行う濃度比測定装置の実施形態である。なお、前記溶液に水乃至水素ガスが混入する場合が除外されること以外は、第１～１１の実施形態と同様にして実施することができる。
【0092】
図１８に、本実施形態の濃度比測定装置を有する有機ハイドライド製造装置の一例を示す。図１８に示す有機ハイドライド製造装置１００は、濃度比測定装置１０と、電解槽６０と、カソード液供給槽７０と、配管７１～７３と、ポンプ７５と、を有する。濃度比測定装置１０は、本実施形態では、配管７１に接続されたフロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓに対して連続的に吸光度測定を行う実施形態であり、図１に示す濃度比測定装置１０に代えて、図３～５に示す濃度比測定装置３０、４０又は５０を用いてもよい。
【0093】
電解槽６０は、アノード室６１と、アノード電極６２と、電解質膜６３と、カソード電極６４と、カソード室６５と、電源部６６と、を有する。電解槽６０は、トルエンを電気化学還元反応により水素化して、有機ハイドライドであるメチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）を生成する。ここで、水を電気分解した後に、基本的には水素が発生する工程を経ることなく、水素イオンが直接トルエンを還元し、ＭＣＨが直接的に生成される。具体的には、アノード室６１中の水がアノード電極６２で酸化され、水素イオンが生成される。生成された水素イオンが電解質膜６３を通過し、カソード電極６４側に移動する。タンク７０からカソード室６５に供給されたトルエンと、移動した水素イオンとが反応してＭＣＨが生成される。そして、生成されたＭＣＨと、水素化していないトルエンと、がポンプ７５を通じてカソード液供給槽７０に戻る。このサイクルを繰り返すことにより、最終的にはほとんどのトルエンがＭＣＨに変換される。
【0094】
一方で、副反応として、カソードでトルエンと反応できなかった水素イオンが水素となる。また、アノード室６１中の水が一部、電解質膜６３を通過し、カソード電極６４側に移動する。その結果、トルエンとＭＣＨと同様に、水や水素も、有機ハイドライド製造装置１００のカソード液供給槽７０及び電解槽６０を巡回することとなる。
【0095】
図１９は、トルエン、メチルシクロヘキサン、水、及び水素における波長と吸光度の関係を示すグラフである。濃度比測定装置１０におけるフロースルー型の測定セル１ａを流通する溶液Ｓに、水乃至水素ガスが混入していると、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の正しい測定ができないため、溶液Ｓに水乃至水素ガスが混入する場合を測定対象から除外する。
【0096】
溶液Ｓが水及び／又は水素を含有する場合を検出して、その場合を測定対象から除外できれば、その検出方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜することができる。具体的には、水に関しては、トルエン及びＭＣＨの吸光度が低い波長域（例えば、１５００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下及び／又は１７５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の１以上の波長又は波長帯）においてトルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の最大吸光度を超える吸光度が検出された場合、溶液Ｓが水を含有する場合であると判断することができ、その場合をトルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の測定から除外することができる。
【0097】
水素に関しては、図１９に示す波長域を含む１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の波長域において、水素の吸光度は非常に小さく、実質的に吸光度０であると考えてよく、いずれの波長においてもトルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の吸光度よりも小さい。したがって、１５００ｎｍ以上１９００ｎｍ以下の１以上の波長又は波長帯においてトルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の最小吸光度未満の吸光度である場合、溶液Ｓが水素を含有する場合であると判断することができ、その場合をトルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比の測定から除外することができる。
【0098】
以上のように、溶液Ｓが水及び／又は水素を含有する場合を考慮から除外し、溶液Ｓが実質的にトルエン乃至メチルシクロヘキサンのみを含有する場合にトルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比を測定することにより、混在する水及び水素の影響を排除した精度の高い濃度比の測定が実現できる。
【実施例0099】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【0100】
図８は、トルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度との関係を示すグラフである。具体的には、波長１０００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］における、トルエンとメチルシクロヘキサンとを所定の濃度比で混合した溶液の吸光度を表す。
図８中、縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示す。トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが、体積［Ｌ］の比で、それぞれ０：１００、１０：９０、３０：７０、５０：５０、７０：３０、９０：１０、及び１００：０となるように調整した溶液（図８中、Ｔ００Ｍ１００、Ｔ１０Ｍ９０、Ｔ３０Ｍ７０、Ｔ５０Ｍ５０、Ｔ７０Ｍ３０、及びＴ１００Ｍ００と表記する）を用い、それぞれの溶液について、波長１０００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］における吸光度を測定した。
図８中、縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示す。トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍが、体積［Ｌ］の比で、それぞれ０：１００、１０：９０、３０：７０、５０：５０、７０：３０、９０：１０、及び１００：０となるように調整した溶液（図８中、Ｔ００Ｍ１００、Ｔ１０Ｍ９０、Ｔ３０Ｍ７０、Ｔ５０Ｍ５０、Ｔ７０Ｍ３０、及びＴ１００Ｍ００と表記する）を用い、それぞれの溶液について、波長１０００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］における吸光度を測定した。
【0101】
図８より、吸光度が、トルエンとメチルシクロヘキサンの所定の濃度比（体積比）によって波長ごとに特定の値を示すことが分かる。
【0102】
次いで、図８に示す吸光度と濃度比ｔ：ｍとの相関を評価するために、吸光度と濃度比ｔ：ｍとの決定係数を求め、図９として、図８のグラフに重ねて示した。
図９は、トルエンとメチルシクロヘキサンの各波長による濃度比と吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
図９中、凡例の各数値はトルエンの濃度（モル濃度比）を示し、太線は決定係数Ｒ２（相関係数Ｒの二乗：Ｒ２）を示し、右側の縦軸は決定係数を示す。その他の凡例は図８と同様である。
図９は、トルエンとメチルシクロヘキサンの各波長による濃度比と吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
図９中、凡例の各数値はトルエンの濃度（モル濃度比）を示し、太線は決定係数Ｒ２（相関係数Ｒの二乗：Ｒ２）を示し、右側の縦軸は決定係数を示す。その他の凡例は図８と同様である。
【0103】
図９において、決定係数は、吸光度と濃度比ｔ：ｍとのリニアリティの良し悪しを表している。決定係数Ｒ２は、０≦Ｒ２≦１の値を取るが、１に近いほどリニアの関係のあることを示す。
【0104】
トルエンの濃度ｃＴと吸光度の関係は、下記の式（２）で表される。
【0105】
【数14】
【0106】
Ａ（λ１）： 特定波長λ１における吸光度［Ａ．Ｕ．］
αＴ（λ１）： λ１におけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
αＭ（λ１）： λ１におけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｔ： 溶液中のトルエンの濃度比（体積比）
ｍ： 溶液中のメチルシクロヘキサンの濃度比（体積比）
ただし、ｔ＋ｍ＝１
αＴ（λ１）： λ１におけるトルエンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
αＭ（λ１）： λ１におけるメチルシクロヘキサンのモル吸光係数［Ｌ・ｍｏｌ－１・ｃｍ－１］
Ｄ： 光路長［ｃｍ］
ｃＴ： トルエンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｃＭ： メチルシクロヘキサンの体積モル濃度［ｍｏｌ・Ｌ－１］
ｔ： 溶液中のトルエンの濃度比（体積比）
ｍ： 溶液中のメチルシクロヘキサンの濃度比（体積比）
ただし、ｔ＋ｍ＝１
【0107】
ここで、前記反応式（１）～（２）よりトルエンとメチルシクロヘキサンの水素化／脱水素化の反応は、等モル反応であることから、濃度比ｔ：ｍ＝ｔ：１－ｔと表すことができる。
式（２）に代入することで、溶液の吸光度Ａ（λ）をトルエンの濃度ｔの一次式で表すことができる。
図９に、トルエンの濃度ｔと吸光度Ａ（λ）の関係の強さを決定係数で示したグラフを示す。
図９からわかるように、１０００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］の波長域において、吸光度の値は０［Ａ．Ｕ．］～２．６［Ａ．Ｕ．］の間で変化する。表１に示す吸光度と透過率の対応を参照して、吸光度０［Ａ．Ｕ．］～２．６［Ａ．Ｕ．］を透過率Ｔ／Ｔ０で表すと、１００［％］～０．２５［％］で変化することと等しい。
式（２）に代入することで、溶液の吸光度Ａ（λ）をトルエンの濃度ｔの一次式で表すことができる。
図９に、トルエンの濃度ｔと吸光度Ａ（λ）の関係の強さを決定係数で示したグラフを示す。
図９からわかるように、１０００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］の波長域において、吸光度の値は０［Ａ．Ｕ．］～２．６［Ａ．Ｕ．］の間で変化する。表１に示す吸光度と透過率の対応を参照して、吸光度０［Ａ．Ｕ．］～２．６［Ａ．Ｕ．］を透過率Ｔ／Ｔ０で表すと、１００［％］～０．２５［％］で変化することと等しい。
【0108】
【表1】
【0109】
吸光度と透過率の関係は下記式（１）による。
Ｔ０： 特定波長におけるブランクの透過光
Ｔ： 特定波長における溶液の透過光
Ａ： 特定波長における吸光度［Ａ．Ｕ．］
【数15】
Ｔ０： 特定波長におけるブランクの透過光
Ｔ： 特定波長における溶液の透過光
Ａ： 特定波長における吸光度［Ａ．Ｕ．］
【0110】
図９、及び表１より、センサやフィルタのダイナミック特性のため吸光度Ａが０．０５［Ａ．Ｕ．］以下、又は１．３［Ａ．Ｕ．］以上の波長では、リニアリティの特性が低下する。これは透過率Ｔ／Ｔ０で表すと８９．１［％］以上５．０［％］以下と等しい。
【0111】
これらの結果から、トルエンの濃度ｔとメチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを求める波長には、表２に示す通り、最適な波長域があり、表２に示す波長域における１以上の波長乃至波長域である特定波長を用いて、溶液の吸光度を測定することにより、濃度比を正確に求めることができることが分かった。
すべての波長域で吸光度を測定する必要はなく、最も適した表２に示す波長域の１つの波長で吸光度を測定し、濃度比を算出することができることが確認できた。
すべての波長域で吸光度を測定する必要はなく、最も適した表２に示す波長域の１つの波長で吸光度を測定し、濃度比を算出することができることが確認できた。
【0112】
【表2】
【0113】
次に、波長域を特定波長とした場合の濃度比測定方法について示す。
図１０は、波長幅１０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。表２に示すリニアリティに優れる７つの波長域内で、連続した波長幅１０ｎｍの波長域の全てについて、それぞれ吸光度の平均を求め、その中で最も決定係数の大きな波長域を示した。
図１０は、波長幅１０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。表２に示すリニアリティに優れる７つの波長域内で、連続した波長幅１０ｎｍの波長域の全てについて、それぞれ吸光度の平均を求め、その中で最も決定係数の大きな波長域を示した。
【0114】
具体的には、図８に示す実施例と同様にして、１１００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］の波長域において、波長分解能１［ｎｍ］で吸光度を測定した。次いで、表２に示すリニアリティに優れる７つの波長域内で、連続する波長幅１０ｎｍの波長域を全て設定した。例えば、１１２０ｎｍ～１１４０ｎｍの波長域内であれば、波長幅１０ｎｍの波長域は、１１２０ｎｍ～１１２９ｎｍ、１１２１ｎｍ～１１３０ｎｍ、１１２２ｎｍ～１１３１ｎｍ、・・・１１３１ｎｍ～１１４０ｎｍと１ｎｍごとに１２個設定できる。
続いて、それぞれ１０ｎｍ幅の波長域について、１０個分（１０波長分）の吸光度を積算し、その平均吸光度を求め、平均吸光度に基づいて濃度比を算出した。
続いて、それぞれ１０ｎｍ幅の波長域について、１０個分（１０波長分）の吸光度を積算し、その平均吸光度を求め、平均吸光度に基づいて濃度比を算出した。
【0115】
図１０中、系列（１、０．９、０．７、０．５、０．３、０．１、０）は、トルエンの濃度比ｔを示す。太線は、表２に示す波長域内の波長幅１０［ｎｍ］の波長域において、各系列の平均吸光度から求めた決定係数の加算平均の最大値を示し、右側の縦軸で決定係数を示す。図１０中、波長幅１０［ｎｍ］の点在する線は、決定係数の加算平均が最大となる波長域（横軸）、及び平均吸光度（左側の縦軸）を示す。
【0116】
図１０において、波長幅１０ｎｍの波長域を波長幅２０ｎｍの波長域に変更したこと以外は同様にして、図１１に示す実施例を実施した。
図１１は、波長幅２０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。表２に示すリニアリティに優れる７つの波長域内で、連続した波長幅２０ｎｍの波長域の全てについて、それぞれ吸光度の平均を求め、その中で最も決定係数の大きな波長域を示した。
図１１は、波長幅２０ｎｍの波長域における吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。表２に示すリニアリティに優れる７つの波長域内で、連続した波長幅２０ｎｍの波長域の全てについて、それぞれ吸光度の平均を求め、その中で最も決定係数の大きな波長域を示した。
【0117】
表３に、図１０～１１から得られた、決定係数が最大となる波長幅１０ｎｍ又は波長幅２０ｎｍの波長域、及びその決定係数の最大値を示す。
図１０～１１、及び以下に示す表３から明らかな通り、波長域における平均吸光度を測定することにより、決定係数が向上し（又は、元の１波長の決定係数の最大値が１である場合には決定係数が０．９９９以上であり）、したがって、リニアリティの高い測定を行うことができる。また、波長域で吸光度測定することにより、透過光の総量が増え、波長や透過光の測定誤差などの影響を低減でき、Ｓ／Ｎ比が向上する。
したがって、波長域に基づく濃度比測定方法によれば、より安定した精度の高い濃度比の測定が可能となることが分かった。
図１０～１１、及び以下に示す表３から明らかな通り、波長域における平均吸光度を測定することにより、決定係数が向上し（又は、元の１波長の決定係数の最大値が１である場合には決定係数が０．９９９以上であり）、したがって、リニアリティの高い測定を行うことができる。また、波長域で吸光度測定することにより、透過光の総量が増え、波長や透過光の測定誤差などの影響を低減でき、Ｓ／Ｎ比が向上する。
したがって、波長域に基づく濃度比測定方法によれば、より安定した精度の高い濃度比の測定が可能となることが分かった。
【0118】
表３の中でも、波長域１７５１［ｎｍ］～１７６０［ｎｍ］、又は１７４７［ｎｍ］～１７６６［ｎｍ］の波長域がもっとも決定係数が１に近くリニアリティがある結果となったが、センサやその他の光学系によって多少の変化が在ると予想されるので、そのシステムに適した波長域を微調整し設定するとよい。
【0119】
【表3】
【0120】
また、表４では、７つの波長域のそれぞれにおける、吸光度の波長依存性（平坦性）、傾きの大きさ｜ａ｜を評価して示した。
【0121】
＜吸光度の波長依存性（平坦性）＞
吸光度の波長依存性（平坦性）は、図８及び表２に示す７つの波長域のそれぞれにおいて、トルエンの吸光度の波長依存性ΔＡＴ（λ）／Δλ、及びメチルシクロヘキサンの吸光度の波長依存性ΔＡＭ（λ）／Δλを算出し、以下の評価基準により、吸光度の波長依存性を評価した。評価結果を、表３に示した。
ここで、ＡＴ（λ）は、トルエンの吸光度［Ａ．Ｕ．］を示し、ＡＭ（λ）は、メチルシクロヘキサンの吸光度［Ａ．Ｕ．］を示し、Δλは、各波長域の下限値及び上限値の差分を示す。
［評価基準］
△：｜ΔＡＴ（λ）／Δλ｜≧０．００９、乃至｜ΔＡＭ（λ）／Δλ｜≦０．００９を満たし、吸光度の波長依存度が小さくない。
〇：｜ΔＡＴ（λ）／Δλ｜＜０．００９、且つ｜ΔＡＭ（λ）／Δλ｜＜０．００９を満たし、吸光度の波長依存度が小さい。
吸光度の波長依存性（平坦性）は、図８及び表２に示す７つの波長域のそれぞれにおいて、トルエンの吸光度の波長依存性ΔＡＴ（λ）／Δλ、及びメチルシクロヘキサンの吸光度の波長依存性ΔＡＭ（λ）／Δλを算出し、以下の評価基準により、吸光度の波長依存性を評価した。評価結果を、表３に示した。
ここで、ＡＴ（λ）は、トルエンの吸光度［Ａ．Ｕ．］を示し、ＡＭ（λ）は、メチルシクロヘキサンの吸光度［Ａ．Ｕ．］を示し、Δλは、各波長域の下限値及び上限値の差分を示す。
［評価基準］
△：｜ΔＡＴ（λ）／Δλ｜≧０．００９、乃至｜ΔＡＭ（λ）／Δλ｜≦０．００９を満たし、吸光度の波長依存度が小さくない。
〇：｜ΔＡＴ（λ）／Δλ｜＜０．００９、且つ｜ΔＡＭ（λ）／Δλ｜＜０．００９を満たし、吸光度の波長依存度が小さい。
【0122】
＜吸光度の傾きの大きさ＞
吸光度の傾きの大きさ｜ａ｜は、７つの波長域のそれぞれにおいて、下記式（１４）で示す、吸光度とトルエンの濃度比との一次式に近似した場合の、ｔの係数（傾き）ａの絶対値の中で、波長域の中で最も大きな｜ａ｜である。
｜ａ｜が大きい場合、トルエンの濃度変化に関して吸光度の感度が高いことを示している。特に、｜ａ｜＞０．５の場合を「〇」で示した。
吸光度の傾きの大きさ｜ａ｜は、７つの波長域のそれぞれにおいて、下記式（１４）で示す、吸光度とトルエンの濃度比との一次式に近似した場合の、ｔの係数（傾き）ａの絶対値の中で、波長域の中で最も大きな｜ａ｜である。
｜ａ｜が大きい場合、トルエンの濃度変化に関して吸光度の感度が高いことを示している。特に、｜ａ｜＞０．５の場合を「〇」で示した。
【0123】
Ａ＝ａ×ｔ＋ｂ 式（１４）
Ａ： 吸光度
ｔ： トルエンの濃度比
ａ： ｔの係数（傾き）
ｂ： 定数
Ａ： 吸光度
ｔ： トルエンの濃度比
ａ： ｔの係数（傾き）
ｂ： 定数
【0124】
【表4】
【0125】
測定波長の誤差を低減し、精度のよい測定を行う観点から、波長依存性が小さい（平坦性のよい）波長域で吸光度を測定することが好ましく、具体的には、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下の波長域、及び１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下の波長域を選択するとよいことが分かった。
【0126】
一方で、反応の変化の向き（水素化又は脱水素化）や、変化のダイナミックを知るためには、できるだけ感度の大きな波長域で吸光度を測定することが好ましく、具体的には、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下の波長域、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域を選択するとよいことが分かった。
【0127】
図９～図１１の結果から、決定係数が１に近く、０．９９超の波長域は、下記表５の波長域であり、この波長域で吸光度を測定すると、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度との間に良好なリニア関係が得られる。
したがって、表５に示す７つの波長域を透過する特性を有する、図１２に示すバンドパスフィルタを作製した。また、トルエン濃度が上昇すると吸光度が増加するＴ群の波長域を透過する特性を有する、図１３に示すバンドパスフィルタ、メチルシクロヘキサン濃度が上昇すると吸光度が増加するＭ群の波長域を透過する特性を有する、図１４に示すバンドパスフィルタを作製した。これらのバンドパスフィルタを用いることで、吸光度と濃度に良好なリニアの関係のある波長域のみ吸光度を測定することができる。
したがって、表５に示す７つの波長域を透過する特性を有する、図１２に示すバンドパスフィルタを作製した。また、トルエン濃度が上昇すると吸光度が増加するＴ群の波長域を透過する特性を有する、図１３に示すバンドパスフィルタ、メチルシクロヘキサン濃度が上昇すると吸光度が増加するＭ群の波長域を透過する特性を有する、図１４に示すバンドパスフィルタを作製した。これらのバンドパスフィルタを用いることで、吸光度と濃度に良好なリニアの関係のある波長域のみ吸光度を測定することができる。
【0128】
【表5】
【0129】
一方で、決定係数が小さく、例えば、表６及び図１５のＡ～Ｇの波長域に示すように決定係数＜０．９の波長域で吸光度を測定すると、トルエン及びメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度の間に良好なリニア関係が得られない。
したがって、表６及び図１５に示すＡ～Ｇの７つの波長域を透過しない特性を有する、図１６～１７に示すカットオフフィルタを作製した。これらのカットオフフィルタを用いることで、誤ってＡ～Ｇの波長域を含む形で吸光度を測定しても、Ａ～Ｇの領域は赤外線が通らないことから、リニアリティの良い濃度比の測定を行うことができる。
したがって、表６及び図１５に示すＡ～Ｇの７つの波長域を透過しない特性を有する、図１６～１７に示すカットオフフィルタを作製した。これらのカットオフフィルタを用いることで、誤ってＡ～Ｇの波長域を含む形で吸光度を測定しても、Ａ～Ｇの領域は赤外線が通らないことから、リニアリティの良い濃度比の測定を行うことができる。
【0130】
【表6】
【0131】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0132】
１０、２０ ：濃度比測定装置
１ ：吸光度測定部
１ａ、１ａ'：測定セル
１ｂ ：光源
１ｃ ：吸光度検出器
２ ：濃度比算出部
３ ：分光器
５ ：記憶部
Ｌ１ ：光線
Ｌ２ ：透過光
Ｓ ：溶液
Ｄ ：光路長
１００ ：有機ハイドライド製造装置
６０ ：電解槽
７０ ：カソード液供給槽
１ ：吸光度測定部
１ａ、１ａ'：測定セル
１ｂ ：光源
１ｃ ：吸光度検出器
２ ：濃度比算出部
３ ：分光器
５ ：記憶部
Ｌ１ ：光線
Ｌ２ ：透過光
Ｓ ：溶液
Ｄ ：光路長
１００ ：有機ハイドライド製造装置
６０ ：電解槽
７０ ：カソード液供給槽
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】