JPH02111891A - ペルフルオロ化化合物をベースとする電気伝導性の油中水型マイクロエマルジョン及びその電気化学的方法における陰極液としての使用 - Google Patents
ペルフルオロ化化合物をベースとする電気伝導性の油中水型マイクロエマルジョン及びその電気化学的方法における陰極液としての使用Info
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- JPH02111891A JPH02111891A JP1154416A JP15441689A JPH02111891A JP H02111891 A JPH02111891 A JP H02111891A JP 1154416 A JP1154416 A JP 1154416A JP 15441689 A JP15441689 A JP 15441689A JP H02111891 A JPH02111891 A JP H02111891A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電解工程での陰極液としてのペルフルオロ化
浦中水型(W/ O)マイクロエマルジョンの使用に関
する。特に、ペルフルオロ化曲はペルフルオロポリエー
テル型のものである。
浦中水型(W/ O)マイクロエマルジョンの使用に関
する。特に、ペルフルオロ化曲はペルフルオロポリエー
テル型のものである。
接触される電極を陰極として用いることにより水素放電
過電圧を低下させることなどによって最少限の電池電圧
で高い電流密度を得ることかできる電気化学的方法が必
要とされていた。
過電圧を低下させることなどによって最少限の電池電圧
で高い電流密度を得ることかできる電気化学的方法が必
要とされていた。
可能な代替法としては、陽極反応か同じ場合、陰極反応
が一層低い可逆電位差値で起こるようにする方法が考え
られる。
が一層低い可逆電位差値で起こるようにする方法が考え
られる。
ガスを飽和させた(例えば02て飽和した)食塩水の、
温度および作業電極の角回転速度(ω)の関数としての
前記のガスの還元iE流の限界値の示し方は電解質中の
ガスの溶解度が低いことによって決定されることは電気
化学的方法、特に電位差滴定法から周知である。
温度および作業電極の角回転速度(ω)の関数としての
前記のガスの還元iE流の限界値の示し方は電解質中の
ガスの溶解度が低いことによって決定されることは電気
化学的方法、特に電位差滴定法から周知である。
、十
反対に、H2発生電流は、イオノHからH2への還元は
拡散とは実質的に無関係であり、それ故ωとも無関係で
あるので、ポテンシャルおよび温度だけの関数である。
拡散とは実質的に無関係であり、それ故ωとも無関係で
あるので、ポテンシャルおよび温度だけの関数である。
本発明者等は、電気伝導度か好ましくは少なくとも1ミ
リジーメンス・cm−1である本発明のW10マイクロ
エマルジョンで電位差滴定を行うことにより、同じ温度
および電極の回転速度を同じにして作業すると、陰極に
おいて還元するガスの拡散限界電流密度は食塩水中での
同しガスの拡散電流よりずっと高くなることを意外にも
見出だした。
リジーメンス・cm−1である本発明のW10マイクロ
エマルジョンで電位差滴定を行うことにより、同じ温度
および電極の回転速度を同じにして作業すると、陰極に
おいて還元するガスの拡散限界電流密度は食塩水中での
同しガスの拡散電流よりずっと高くなることを意外にも
見出だした。
本発明の注目すべき点は、電流密度と陽極工程か同じ場
合には、マイクロエマルジョン中ての工程(例えば02
からOHへの還元)の陰極電位と水溶液中での基準工程
(例えば、H2発生)の陰極電位との差は、水性相での
電解に比べてマイクロエマルジョン中での電解では電力
が節約されることである。
合には、マイクロエマルジョン中ての工程(例えば02
からOHへの還元)の陰極電位と水溶液中での基準工程
(例えば、H2発生)の陰極電位との差は、水性相での
電解に比べてマイクロエマルジョン中での電解では電力
が節約されることである。
極端な場合には、マイクロエマルジョンでは、陰極電位
への酸素の還元によって支持されるかなりの量の電流の
通過が観察されるが、基準溶液ではH+の放電は観察さ
れない。
への酸素の還元によって支持されるかなりの量の電流の
通過が観察されるが、基準溶液ではH+の放電は観察さ
れない。
水溶液中での02の還元は低電流密度でしか起こらず、
ガスの溶解度が低くその結果として拡散工程が限定され
るので、マイクロエマルジョンでの02還元の陰極工程
は同じ条件での水性溶液中でのH2の発生と比較する必
要があることは明らかである。
ガスの溶解度が低くその結果として拡散工程が限定され
るので、マイクロエマルジョンでの02還元の陰極工程
は同じ条件での水性溶液中でのH2の発生と比較する必
要があることは明らかである。
このようにして得られた結果は、本発明によるマイクロ
エマルジョンがW2O型のものであり、すなわち油か連
続相であり、水か分散相であることを考慮すれば、極め
て意外であり、予想外のものである。
エマルジョンがW2O型のものであり、すなわち油か連
続相であり、水か分散相であることを考慮すれば、極め
て意外であり、予想外のものである。
したがって、本発明の目的は、ガスかそれ自体陰極で還
元し、且つ(イオン移動による)電気伝導度が少なくと
も1ミリジーメンス・cm−1である油中水(W/O)
マイクロエマルジョンを陰極液として用いる電気化学的
方法である。
元し、且つ(イオン移動による)電気伝導度が少なくと
も1ミリジーメンス・cm−1である油中水(W/O)
マイクロエマルジョンを陰極液として用いる電気化学的
方法である。
詳細には、電気伝導度が少なくとも1ミリジーメンス・
am−■であるペルフルオロポリエーテルまたはペルフ
ルオロカーボン中水のマイクロエマルジョンか酸素の陰
極還元の陰極液として用いられる。
am−■であるペルフルオロポリエーテルまたはペルフ
ルオロカーボン中水のマイクロエマルジョンか酸素の陰
極還元の陰極液として用いられる。
本発明の目的であるマイクロエマルジョンは、イタリヤ
国特許出願第20.310A786号明細書、第19,
494A/87号明細書および第19.495A/87
号明細書(ペルフルオロポリエーテルのWloおよび0
/Wマイクロエマルジヨン)、および同特許出願第22
,421A/87号明細書(伝導性マイクロエマルジョ
ン)に定義されている。
国特許出願第20.310A786号明細書、第19,
494A/87号明細書および第19.495A/87
号明細書(ペルフルオロポリエーテルのWloおよび0
/Wマイクロエマルジヨン)、および同特許出願第22
,421A/87号明細書(伝導性マイクロエマルジョ
ン)に定義されている。
本発明に用いられる「マイクロエマルジョン」という用
語は、中間相における分子配向により複屈折を特徴とし
且つ液体−結晶性の型の配向fM1造(液晶)から成る
と考えられる光学的に非等方性の系が形成される系をも
包含する。
語は、中間相における分子配向により複屈折を特徴とし
且つ液体−結晶性の型の配向fM1造(液晶)から成る
と考えられる光学的に非等方性の系が形成される系をも
包含する。
本発明の目的であるマイクロエマルジョンは、巨硯的に
は操作温度において無限に安定な一つの透明なまたは乳
白状の相のみから成る混合物であって、 (a)1種類以上の電解質を任意に含む水性液体、(b
)ペルフルオロアルキルまたはカルボキシル、アルコー
ル、ポリオキシアルキレン−OH,エーテル、アミドな
どの官能性を有する官能性末端基、好ましくはカルボキ
シル基およびポリオキシアルキレン−OHのような親水
性の官能性末端基、特にカルボキシル基を有するペルフ
ルオロポリエーテル構造の流体、 (C)好ましくはペルフルオロポリエーテル(h造を有
するフッ素化界面活性剤、および/または(d)水素化
アルコール(C1〜C12、好ましくは01〜C6)、
および所望ならばフッ素化アルコール(共界面活性剤)
の混合物から成るものである。
は操作温度において無限に安定な一つの透明なまたは乳
白状の相のみから成る混合物であって、 (a)1種類以上の電解質を任意に含む水性液体、(b
)ペルフルオロアルキルまたはカルボキシル、アルコー
ル、ポリオキシアルキレン−OH,エーテル、アミドな
どの官能性を有する官能性末端基、好ましくはカルボキ
シル基およびポリオキシアルキレン−OHのような親水
性の官能性末端基、特にカルボキシル基を有するペルフ
ルオロポリエーテル構造の流体、 (C)好ましくはペルフルオロポリエーテル(h造を有
するフッ素化界面活性剤、および/または(d)水素化
アルコール(C1〜C12、好ましくは01〜C6)、
および所望ならばフッ素化アルコール(共界面活性剤)
の混合物から成るものである。
本発明のマイクロエマルジョンは、光学的に等方性また
は複屈折性であってもよく、油中水(W/O)型であっ
て、伝導性を白しコンダクタンスは少な(とも1ミリジ
ーメンス・am−1であることを特徴としている。
は複屈折性であってもよく、油中水(W/O)型であっ
て、伝導性を白しコンダクタンスは少な(とも1ミリジ
ーメンス・am−1であることを特徴としている。
本発明のマイクロエマルジョンはW2O型であるので、
PFPEを「連続相」として含まなければならないので
、PFPE相は(その容積について)水性相に対して過
剰となるべきである。
PFPEを「連続相」として含まなければならないので
、PFPE相は(その容積について)水性相に対して過
剰となるべきである。
W10マイクロエマルジョンの存在と伝導性は「先験的
に」は予測し得ないものであり、それ数本発明のマイク
ロエマルジョンは、−船釣には第1図に示されるように
水/界面活性剤系/PFPE三相図の右半分に存在する
単一相領域の伝導性部分として好ましく記載することが
できる。
に」は予測し得ないものであり、それ数本発明のマイク
ロエマルジョンは、−船釣には第1図に示されるように
水/界面活性剤系/PFPE三相図の右半分に存在する
単一相領域の伝導性部分として好ましく記載することが
できる。
第1図では、水−PFPEベース側に対する角度の二等
分線はW/PFPEか一定比率の1であることを特徴と
している。
分線はW/PFPEか一定比率の1であることを特徴と
している。
しかしながら、原則的には、このような系の存在を予見
することは不可能であるため、一定のW/PFPE比が
1以上であるW2O型の単一相伝導性領域の存在を除外
することは難しい。
することは不可能であるため、一定のW/PFPE比が
1以上であるW2O型の単一相伝導性領域の存在を除外
することは難しい。
水/ペルフルオロポリエーテルマイクロエマルジョンが
本発明の範囲内にあるという事実は、当業者ならばこれ
までに述べたように電気伝導率を測定することだけで容
易に確かめることができる。
本発明の範囲内にあるという事実は、当業者ならばこれ
までに述べたように電気伝導率を測定することだけで容
易に確かめることができる。
本発明のマイクロエマルジョンを形成するのに好適なペ
ルフルオロポリエーテル(P F P E)は、下記の
ようなものがある。
ルフルオロポリエーテル(P F P E)は、下記の
ようなものがある。
(a)本出願人のイタリヤ国特許出願第20.40OA
/88号明細書に記載の、平均分子量か500から10
,000であり、好ましくは600からe、oooであ
り、ペルフルオロアルキル末端甚を有し、 CF3 0F3 但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダムに
分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであるか
または異なり、−CF3、−CF または−03F7
であり、m、nおよびpは前記の平均分子量の要件に適
合するような平均値である; (2)RO(CF20F20)。(CF20)r11R
′1但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダ
ムに分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであ
るかまたは異なり、 CF 3または一02F5であり
、mおよびnは前記の平均分子量の要件に適合するよう
な平均値である;RO(CF2CF20)。(CF20
)m(CFO) (CF−CF20) 、−R’ 。
/88号明細書に記載の、平均分子量か500から10
,000であり、好ましくは600からe、oooであ
り、ペルフルオロアルキル末端甚を有し、 CF3 0F3 但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダムに
分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであるか
または異なり、−CF3、−CF または−03F7
であり、m、nおよびpは前記の平均分子量の要件に適
合するような平均値である; (2)RO(CF20F20)。(CF20)r11R
′1但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダ
ムに分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであ
るかまたは異なり、 CF 3または一02F5であり
、mおよびnは前記の平均分子量の要件に適合するよう
な平均値である;RO(CF2CF20)。(CF20
)m(CFO) (CF−CF20) 、−R’ 。
CF CF
但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダムに
分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであるか
または異なり、−CF3、−CF または−〇βF7
であり・m・°・pおよびqは前記の平均分子量の要件
に適合するような平均値である; (4) R0(CF−CF20)。−R′。
分布しており、RおよびR′ fは互いに同じであるか
または異なり、−CF3、−CF または−〇βF7
であり・m・°・pおよびqは前記の平均分子量の要件
に適合するような平均値である; (4) R0(CF−CF20)。−R′。
CF3
但し、RおよびR′ 、は同じまたは異なり、−CF
または−C3F 7てあり、nは前記の要件に適合す
るようにした平均値である:(5)RO(CF20F2
0)。−R′。
または−C3F 7てあり、nは前記の要件に適合す
るようにした平均値である:(5)RO(CF20F2
0)。−R′。
但し、RfおよびR′ fは互いに同じであるかまたは
異なり、−CF または−02F5であり、nは前記
の要件に適合するような平均値である(6)RO(CF
20F20F20)。R’ c、但し、RおよびR’t
は互いに同じであるかまたは異なり、−CF3、 C2
F 5またはC3F−iであり、nは前記の要件に適合
するような平均値である; (7) 群(1)または群(3)の構造を有するPF
PEであり末端7ZR,またはR′ 、の一方は1また
は2個の塩素原子を何するもの;の]以上の群に属する
P F P Eo (11)前記の群に属し、平均分子量が! 、 500
から10.000、好ましくは6,000未満てあり、
ポリマー鎖当たり平均して0゜1から4個、好ましくは
0.3から1個の非ペルフルオロアルキル末端基を有す
ることを特徴とするP F P Eo(c) 本出願
人の特許出願第20.34(i A/8G号明細書に記
載の、ペルフルオロエーテル鎖に沿った官能基とペルフ
ルオロアルキルまたは官能性の末端基を有するP F
P E。
異なり、−CF または−02F5であり、nは前記
の要件に適合するような平均値である(6)RO(CF
20F20F20)。R’ c、但し、RおよびR’t
は互いに同じであるかまたは異なり、−CF3、 C2
F 5またはC3F−iであり、nは前記の要件に適合
するような平均値である; (7) 群(1)または群(3)の構造を有するPF
PEであり末端7ZR,またはR′ 、の一方は1また
は2個の塩素原子を何するもの;の]以上の群に属する
P F P Eo (11)前記の群に属し、平均分子量が! 、 500
から10.000、好ましくは6,000未満てあり、
ポリマー鎖当たり平均して0゜1から4個、好ましくは
0.3から1個の非ペルフルオロアルキル末端基を有す
ることを特徴とするP F P Eo(c) 本出願
人の特許出願第20.34(i A/8G号明細書に記
載の、ペルフルオロエーテル鎖に沿った官能基とペルフ
ルオロアルキルまたは官能性の末端基を有するP F
P E。
鎖中の非ペルフルオロアルキル末端基および官能基とは
、例えばカルボキシレート、アルコール、ポリオキシア
ルキレン−〇Hなどの基を意味する。
、例えばカルボキシレート、アルコール、ポリオキシア
ルキレン−〇Hなどの基を意味する。
鎖中の最も好適な官能性末端基または官能基は親水性の
種類のもの、詳細にはカルボキシル基である。
種類のもの、詳細にはカルボキシル基である。
前記の種類の鎖中の官能性末端基または官能基は、CF
X基(但し、XはFまたはCF 3である)と、所望な
らば最大20個以下の炭素原子、好ましくは1〜8個の
炭素原子を有するアルキレンまたはアリーレン型のフッ
素化されていない2価の基から成る結合基によって、ペ
ルフルオロポリエーテル−CFX−フッ素化されていな
い基−官能基の順にペルフルオロポリエーテル鎖に結合
することができる。
X基(但し、XはFまたはCF 3である)と、所望な
らば最大20個以下の炭素原子、好ましくは1〜8個の
炭素原子を有するアルキレンまたはアリーレン型のフッ
素化されていない2価の基から成る結合基によって、ペ
ルフルオロポリエーテル−CFX−フッ素化されていな
い基−官能基の順にペルフルオロポリエーテル鎖に結合
することができる。
本発明に用いられるペルフルオロポリエーテルは、酸末
端基を有する群1.2および3のものであり、前記のP
FPEを合成するのに用いられる光酸化工程の粗生成物
として得られるものであることが理解される。
端基を有する群1.2および3のものであり、前記のP
FPEを合成するのに用いられる光酸化工程の粗生成物
として得られるものであることが理解される。
群(1)のペルフルオロポリエーテルは、フォンブリン
(Pombl in)■Yまたはガルデン(Galde
n)。
(Pombl in)■Yまたはガルデン(Galde
n)。
の商標で販売されており、群(2)のものはフォンプリ
ン(Fomblin)■Zの商標で販売されており、こ
れらは総てモンテジソン社(Montedison S
、p、A、)によって製造されている。
ン(Fomblin)■Zの商標で販売されており、こ
れらは総てモンテジソン社(Montedison S
、p、A、)によって製造されている。
群(4)の市販品はクリドックス(Krytox) (
デュポン(Du Pont) )である。群(5)の製
品は、米国特許第4,523,039号明細書に記載さ
れている。群(6)の製品は、ダイキン(Daikin
)の欧州特許節EP 148,482号明細書に記載さ
れている。
デュポン(Du Pont) )である。群(5)の製
品は、米国特許第4,523,039号明細書に記載さ
れている。群(6)の製品は、ダイキン(Daikin
)の欧州特許節EP 148,482号明細書に記載さ
れている。
群(3)の製品は、米国特許第3.[in5.041号
明細書に準じて製造される。
明細書に準じて製造される。
他の好適なペルフルオロポリエーテルは、ラゴウ化ag
ow)らの米国特許第4,523,039号明細書まは
J、 Am、 Chcm、 Soc、、 107.11
97−1201 (1985)に8己栽されているもの
である。
ow)らの米国特許第4,523,039号明細書まは
J、 Am、 Chcm、 Soc、、 107.11
97−1201 (1985)に8己栽されているもの
である。
本発明のマイクロエマルジョンに含まれるフッ素化界面
活性剤は、イオン性でも非イオン性であってもよい。
活性剤は、イオン性でも非イオン性であってもよい。
詳細には、下記のものが挙げられる。
(a)炭素原子5〜11個を有するペルフルオロアルキ
ルカルボン酸の塩、 (b)炭素原子5〜11個を有するペルフルオロスルホ
ン酸の塩、(C)ペルフルオロアルキレン鎖とポリオキ
シアルキレン親水性ヘッドとから成る欧州特許出願第0
051528号明細書に記載されている非イオン性界面
活性剤、 (d)ペルフルオロポリエーテルから1透導されたモノ
−およびジ−カルボン酸の塩、および(c)ポリオキシ
アルキレン鎖に結合したペルフルオロポリエーテルから
成る非イオン性界面活性剤。
ルカルボン酸の塩、 (b)炭素原子5〜11個を有するペルフルオロスルホ
ン酸の塩、(C)ペルフルオロアルキレン鎖とポリオキ
シアルキレン親水性ヘッドとから成る欧州特許出願第0
051528号明細書に記載されている非イオン性界面
活性剤、 (d)ペルフルオロポリエーテルから1透導されたモノ
−およびジ−カルボン酸の塩、および(c)ポリオキシ
アルキレン鎖に結合したペルフルオロポリエーテルから
成る非イオン性界面活性剤。
好ましい界面活性剤はイオン性のものである。
更に、系は下記の群の一つに属する1種類以上の共界面
活性剤を含むことができる。
活性剤を含むことができる。
炭素原子5〜12個を有する水素化アルコール、ペルフ
ルオロポリエーテル鎖を有して成るアルコール、および 部分的にフッ素化されたアルコール。
ルオロポリエーテル鎖を有して成るアルコール、および 部分的にフッ素化されたアルコール。
水性液体は水または無機電解質(塩、酸またはアルカリ
)の水性溶液から成っていてもよい。
)の水性溶液から成っていてもよい。
ガス陰極還元反応の陰極液として用いることかできる本
発明のW10マイクロエマルジョンは、マイクロエマル
ジョンのコンダクタンスが少なくとも1ミリジーメンス
・cm−1であることが好ましい場合には、ペルフルオ
ロポリエーテルの代わりにペルフルオロカーボンを連続
油相としてHしていてもよい。
発明のW10マイクロエマルジョンは、マイクロエマル
ジョンのコンダクタンスが少なくとも1ミリジーメンス
・cm−1であることが好ましい場合には、ペルフルオ
ロポリエーテルの代わりにペルフルオロカーボンを連続
油相としてHしていてもよい。
ペルフルオロカーボンマイクロエマルジョンは当該技術
分野では周知であり、例えば欧州特許出願箱51,52
6号明細書を参照されたい。
分野では周知であり、例えば欧州特許出願箱51,52
6号明細書を参照されたい。
しかしながら、油がペルフルオロポリエーテルであるW
10伝導性マイクロエマルジョンを用いるのが特に好ま
しい。
10伝導性マイクロエマルジョンを用いるのが特に好ま
しい。
陰極液として用いられるマイクロエマルジョンは、個々
の成分を混合することによって製造され、それらは例え
ば水溶液の添加により組成が変化するときの油/界面活
性剤/共界面活性剤系の変化である導電率を測定するこ
とによって確認することができる。
の成分を混合することによって製造され、それらは例え
ば水溶液の添加により組成が変化するときの油/界面活
性剤/共界面活性剤系の変化である導電率を測定するこ
とによって確認することができる。
実際には、PFPEに界面活性剤(と、所望ならば共界
面活性剤)を含む試料を少量の水性相て滴定して、それ
ぞれの添加の後にXを計測するのである。
面活性剤)を含む試料を少量の水性相て滴定して、それ
ぞれの添加の後にXを計測するのである。
このようにして、有意なXの値に対応する組成範囲の存
在の可能性が確認される。
在の可能性が確認される。
有意な高さのX値に対応する組成が確かめられたならば
、任意の順序で採取した個々の成分を混合だけで伝導性
マイクロエマルジョンを製造することができる。
、任意の順序で採取した個々の成分を混合だけで伝導性
マイクロエマルジョンを製造することができる。
本発明によれば、導電率が少なくとも1ミリジーメンス
・0111”であるW10マイクロエマルジョンの陰極
液としての使用は、陰極において還元できる任意のガス
の電解反応に関する。詳細には、これまでは酸素が用い
られてきたので、後述するボルタメトリーによる総ての
試験および対応する評価は、陰極反応 (J 十 2112LJ十48 −’
4tJnに関するものとするか、これらの評価は
説明のためのものであり、制限のためのものと考えるべ
きではないことは明らかである。
・0111”であるW10マイクロエマルジョンの陰極
液としての使用は、陰極において還元できる任意のガス
の電解反応に関する。詳細には、これまでは酸素が用い
られてきたので、後述するボルタメトリーによる総ての
試験および対応する評価は、陰極反応 (J 十 2112LJ十48 −’
4tJnに関するものとするか、これらの評価は
説明のためのものであり、制限のためのものと考えるべ
きではないことは明らかである。
0 で飽和された(NH4)2S04の水性溶液でのボ
ルタメトリーからは、02還元拡散限界電流の値が温度
および作業Pt電極の角回転速度(ω)の関数として得
られ、H2発生電流の値は、H+還元は実質的に拡散に
は関係せず、したかってωには無関係であるので、ポテ
ンシャルと温度との関数として得られる。
ルタメトリーからは、02還元拡散限界電流の値が温度
および作業Pt電極の角回転速度(ω)の関数として得
られ、H2発生電流の値は、H+還元は実質的に拡散に
は関係せず、したかってωには無関係であるので、ポテ
ンシャルと温度との関数として得られる。
ボルタメトリーは、陰極液としてマイクロエマルジョン
(μE)を用いることによって、同じ温度および同じω
で、 (1)02拡散限界電流密度と水性媒質中でのこの拡散
電流に関する前記電流密度の増加、と(2)電流密度か
等しい場合の、マイクロエマルジョン(典型的には、0
2還元)における陰極工程と水性溶液(典型的には、H
2発生)における基準陰極工程との陰極電位の差、とに
留意しながら行う。
(μE)を用いることによって、同じ温度および同じω
で、 (1)02拡散限界電流密度と水性媒質中でのこの拡散
電流に関する前記電流密度の増加、と(2)電流密度か
等しい場合の、マイクロエマルジョン(典型的には、0
2還元)における陰極工程と水性溶液(典型的には、H
2発生)における基準陰極工程との陰極電位の差、とに
留意しながら行う。
それぞれの例で示される02還元限界電流は常に陰極電
位に関係しており、検討される系てH2の発生が開始す
るときの値よりも200 mVだけ低い。
位に関係しており、検討される系てH2の発生が開始す
るときの値よりも200 mVだけ低い。
電流を負荷電位の関数として測定するために、これを各
種のμEを陰極液として用い、濃縮された無機電解質の
水性溶液を陽極液として用いてボルタメトリーによって
行った。
種のμEを陰極液として用い、濃縮された無機電解質の
水性溶液を陽極液として用いてボルタメトリーによって
行った。
ボルタメトリーは、マルチポーラログラフ・アメル(A
mel) 472により、 μEに浸漬した幾何学的表面積が3 、14mtAのp
t回転ディスク型の作業電極と、 寒天−寒天隔壁によってμEから隔離された(NH4)
2S04の水性溶液(3モル/リットル)に浸漬された
pt逆電極と、 作業電極表面に対向するルッジン毛管を有する食塩水ブ
リッジ(KCI溶液、3モル/リットル)に浸漬された
基準カロメル電極(S CE)との3電極電池中で行っ
た。
mel) 472により、 μEに浸漬した幾何学的表面積が3 、14mtAのp
t回転ディスク型の作業電極と、 寒天−寒天隔壁によってμEから隔離された(NH4)
2S04の水性溶液(3モル/リットル)に浸漬された
pt逆電極と、 作業電極表面に対向するルッジン毛管を有する食塩水ブ
リッジ(KCI溶液、3モル/リットル)に浸漬された
基準カロメル電極(S CE)との3電極電池中で行っ
た。
これまで報告した陰極電位の値は、SCHに関するもの
である。
である。
それぞれの試験では、約60m1のμEを所望の温度で
大気圧で湿った02で飽和させた。
大気圧で湿った02で飽和させた。
電流がない系の自発電位から開始して、作業電極に電位
掃引(too mV s’)を負荷させ、電極の各種の
回転速度についての陰極電位の関数として循環電流を記
録した。
掃引(too mV s’)を負荷させ、電極の各種の
回転速度についての陰極電位の関数として循環電流を記
録した。
濃(NH4)2S04(3モル/リットル、398 g
/Iに相当)水性溶液では、pH=5.3および導電率
172ミリジーメンス・Cm’で、Hつの発生は−70
0mVより高い陰極電位で起きた(SCE)。
/Iに相当)水性溶液では、pH=5.3および導電率
172ミリジーメンス・Cm’で、Hつの発生は−70
0mVより高い陰極電位で起きた(SCE)。
この場合には、20°Cで観察されるOっ還元限界電流
は撹拌を行わなければ2〜3μAmm−2であり、(I
J−1,50Orpmでは5μAm1−2となり、40
°Cては、ω−0で3μAmm−2となり、ω=1.5
0Orpmでは約10μAmm−2となった。
は撹拌を行わなければ2〜3μAmm−2であり、(I
J−1,50Orpmでは5μAm1−2となり、40
°Cては、ω−0で3μAmm−2となり、ω=1.5
0Orpmでは約10μAmm−2となった。
60℃で、電極を回転させなければ、得られる限界電流
密度は、30μAmm−2である。
密度は、30μAmm−2である。
マイクロエマルジョンおよび電解水性溶液中で同じ陰極
電流密度か観察される電位の比較に関しては、同し温度
で且つ電解質水性溶液のpHをマイクロエマルジョンを
製造するのに用いたフッ素化界面活性剤の水性溶液のp
Hに出来るだけ近くして比較を行った。
電流密度か観察される電位の比較に関しては、同し温度
で且つ電解質水性溶液のpHをマイクロエマルジョンを
製造するのに用いたフッ素化界面活性剤の水性溶液のp
Hに出来るだけ近くして比較を行った。
下記の実施例は単に例示のためのものであり、本発明を
限定するものとは考えるべきてはない。
限定するものとは考えるべきてはない。
実施例1
4電率がミリジーメンス・cm−1の2回蒸留水16m
1中で、ペルフルオロアルキル末端基を有し、群1に属
し、平均分子量が650のペルフルオロポリエーテル(
P F P E) 26,12 gを、群1に属し、分
子量分布が狭く且つ当量重量か724であるペルフルオ
ロポリエーテル構造のモノカルボン酸のアンモニウム塩
の存在、およびイソプロピルアルコール10.86 g
の存在において可溶化した。
1中で、ペルフルオロアルキル末端基を有し、群1に属
し、平均分子量が650のペルフルオロポリエーテル(
P F P E) 26,12 gを、群1に属し、分
子量分布が狭く且つ当量重量か724であるペルフルオ
ロポリエーテル構造のモノカルボン酸のアンモニウム塩
の存在、およびイソプロピルアルコール10.86 g
の存在において可溶化した。
こうして得られたマイクロエマルジョン(μE)の導電
率は10.58 ミリジーメンス・cm−’であり、分
散された水性相を14.3重量96含んでいた。
率は10.58 ミリジーメンス・cm−’であり、分
散された水性相を14.3重量96含んでいた。
このμEを用いて得られるボルタメトリー図形から、2
0℃の温度での02還元限界電流を計算することができ
、ω−0では85μAm1−2であり、ω−1500r
pmては200 μAmm’となり、いずれの試験でも
同じ条件下での水性溶液中で得られる値の約40倍の高
さの電流に相当した。
0℃の温度での02還元限界電流を計算することができ
、ω−0では85μAm1−2であり、ω−1500r
pmては200 μAmm’となり、いずれの試験でも
同じ条件下での水性溶液中で得られる値の約40倍の高
さの電流に相当した。
T=40°Cでは、撹拌を行わなければ、02ぶ充電流
は約130 、czAmm−2となり、ω−1500r
pmては250μA+w−2となり、それぞれ同じ条件
下で水性溶液中で得られた値の40倍および25倍であ
った。
は約130 、czAmm−2となり、ω−1500r
pmては250μA+w−2となり、それぞれ同じ条件
下で水性溶液中で得られた値の40倍および25倍であ
った。
撹拌を激しくすることによってμE中の電流密度を更に
高くすることが可能であり、実際に、ω= 300Or
pmでは300 u A mm−”となった。
高くすることが可能であり、実際に、ω= 300Or
pmでは300 u A mm−”となった。
T−60℃では、ω−0ては86 μA n+m−2て
あり、ω−150Orpmでは280 μA mm−2
がμE中を循環しており、撹拌を行わない場合の値は水
性溶液中での対応する値の3倍であった。
あり、ω−150Orpmでは280 μA mm−2
がμE中を循環しており、撹拌を行わない場合の値は水
性溶液中での対応する値の3倍であった。
20℃およびω−1500rpltlでは、200 、
czAmm−2の循環電流での陰極電位はμE中では−
550mVであり、水性溶液中では−850mVとなっ
たか、これは電流密度が等しければ、マイクロエマルジ
ョンの電解はW中での電力の約35%を節約することか
できることを意味しており、詳細には、この場合の節約
は水性相での電解に関して電極表面のmm当たり0.0
6m1+の電力となった。
czAmm−2の循環電流での陰極電位はμE中では−
550mVであり、水性溶液中では−850mVとなっ
たか、これは電流密度が等しければ、マイクロエマルジ
ョンの電解はW中での電力の約35%を節約することか
できることを意味しており、詳細には、この場合の節約
は水性相での電解に関して電極表面のmm当たり0.0
6m1+の電力となった。
ω−150Orpm、 40℃では常に、200 u
A ml−2の循環電流は水性溶液中で必要とされる−
750 mVの代わりに−450mVで得られ、電力の
節減は0.06mW/ mIAとなった。
A ml−2の循環電流は水性溶液中で必要とされる−
750 mVの代わりに−450mVで得られ、電力の
節減は0.06mW/ mIAとなった。
実弛例2
前記の実施例に記載した方法により、ペルフルオロアル
キル末端基を有し、群1に属し、平均分子量が約800
0P F P E32.42 gと、2回蒸溜水12m
1と、群1に属し、分子量分布が狭く等量重瓜が520
であるペルフルオロポリエーテル構造を白゛するモノカ
ルボン酸のアンモニウム塩47.88 gと、ペルフル
オロポリエーテル構造を有し、平均分子量が678の1
価アルコール20.99 gを含むW10型μEを製造
した。成分を室温で混合することにより、単一相の透明
で等方性な系であって、Xが2.99ミリジーメンス・
釦 であり、H2Oが1000%のものが得られた。
キル末端基を有し、群1に属し、平均分子量が約800
0P F P E32.42 gと、2回蒸溜水12m
1と、群1に属し、分子量分布が狭く等量重瓜が520
であるペルフルオロポリエーテル構造を白゛するモノカ
ルボン酸のアンモニウム塩47.88 gと、ペルフル
オロポリエーテル構造を有し、平均分子量が678の1
価アルコール20.99 gを含むW10型μEを製造
した。成分を室温で混合することにより、単一相の透明
で等方性な系であって、Xが2.99ミリジーメンス・
釦 であり、H2Oが1000%のものが得られた。
この場合に得られたボルタメトリー図から、02還元に
よる下記の電流密度の値か測定された。
よる下記の電流密度の値か測定された。
T−20℃では、撹拌なしでは80μAmm−2であり
、ω−1500rpmでは+20 μAmm−2であり
、これらの値は水性溶液中で得られた値の40倍および
24倍であった。
、ω−1500rpmでは+20 μAmm−2であり
、これらの値は水性溶液中で得られた値の40倍および
24倍であった。
T−40℃では、ω−0ては約9(14z−Amm−て
あり、(L+ = 1500 rpltlでは185
μAmm−2となり、限界電流値はそれぞれ対応する水
性溶液中での値の30および19倍であった。
あり、(L+ = 1500 rpltlでは185
μAmm−2となり、限界電流値はそれぞれ対応する水
性溶液中での値の30および19倍であった。
T−60℃では、ω−0ては約75μAm11−2とな
り、(lJ=150Orpmでは1g3 μA mm−
2となり、撹拌なしで得られた値は水性溶液中で得られ
た値の2.5倍であった。
り、(lJ=150Orpmでは1g3 μA mm−
2となり、撹拌なしで得られた値は水性溶液中で得られ
た値の2.5倍であった。
(L) −150Orpmでは200 μAmm−1の
wj環電流を得るには、 40℃ではμEでは−680mVであり、水性溶11J
2中では一750mVであり、電力節約は0.014m
W /mtjとなり、60℃では、水性溶液中での一7
50mVにz−t t、て−600mVであり、節約分
は0.0釦’d / mrAとなった。
wj環電流を得るには、 40℃ではμEでは−680mVであり、水性溶11J
2中では一750mVであり、電力節約は0.014m
W /mtjとなり、60℃では、水性溶液中での一7
50mVにz−t t、て−600mVであり、節約分
は0.0釦’d / mrAとなった。
実施例3
ペルフルオロアルキル末端基を有し、群1に属し、平均
分子量が約800のP F P N55.59 gと、
2回蒸溜水4mlと、イソプロピルアルコール0.50
gと、分子量分布が狭く等i?L重量が692であるペ
ルフルオロポリエーテル構造を有するモノカルボン酸の
アンモニウム塩29.75 gとを混合することによっ
てμEを製造した。
分子量が約800のP F P N55.59 gと、
2回蒸溜水4mlと、イソプロピルアルコール0.50
gと、分子量分布が狭く等i?L重量が692であるペ
ルフルオロポリエーテル構造を有するモノカルボン酸の
アンモニウム塩29.75 gとを混合することによっ
てμEを製造した。
透明で等方性の系は水4,5重量%を有し、導電率は3
.72ミリジーメンス・Cm −1でありp Hは約5
.5であった。
.72ミリジーメンス・Cm −1でありp Hは約5
.5であった。
ボルタメトリー図から、02還元による下記の電流密度
の値が測定された。
の値が測定された。
T=20°Cでは、撹拌なしでは90 μA mm−2
であり、ω= 1500 rpmでは126 μAmm
−2であり、これらの値は水性溶液中で得られた値の4
0倍および25倍であった。
であり、ω= 1500 rpmでは126 μAmm
−2であり、これらの値は水性溶液中で得られた値の4
0倍および25倍であった。
T−40℃では、ω−0では約75μAmm−2であり
、ω=15(II) rplllでは200μAmm−
2となり、限界電流値はそれぞれ対応する水性溶液中で
の値の約40および20倍であった。
、ω=15(II) rplllでは200μAmm−
2となり、限界電流値はそれぞれ対応する水性溶液中で
の値の約40および20倍であった。
T−60°Cでは、ω−0では約120 μAmm−2
となり、ω=150Orpmでは215 tt A m
l−2となり、撹拌なして得られた値は水性溶液中で得
られた値の4倍であった。
となり、ω=150Orpmでは215 tt A m
l−2となり、撹拌なして得られた値は水性溶液中で得
られた値の4倍であった。
(IJ −150o rpmでは200 μAm1−2
の循環電流を得るには、 40℃では、−700mVであり、水性溶液中では一7
5On+Vであり、電力節約は0.旧m’d/mtAと
なり、60℃では、水性溶液中での一750mVに対し
て一600mVであり、節約分はo、03mW/In+
jとなった。
の循環電流を得るには、 40℃では、−700mVであり、水性溶液中では一7
5On+Vであり、電力節約は0.旧m’d/mtAと
なり、60℃では、水性溶液中での一750mVに対し
て一600mVであり、節約分はo、03mW/In+
jとなった。
実施例4
ペルフルオロアルキル末端基を有し、群]に属し、平均
分子量が約800のP F P E[i5.14 gと
、前記の実施例で用いたのと同じ酸のアンモニウム塩3
4.87 gと水3mlを含むW10型μEを製造した
。
分子量が約800のP F P E[i5.14 gと
、前記の実施例で用いたのと同じ酸のアンモニウム塩3
4.87 gと水3mlを含むW10型μEを製造した
。
系は水3重量%を含み、X−1,9ミリジーメンl
ス・印 であった。湿った02て飽和したこのμEで得
られるボルタメトリー図から、下記の電流密度の値が測
定された。
られるボルタメトリー図から、下記の電流密度の値が測
定された。
20℃では、02還元電流密度は、撹拌なしでは60μ
AlllIn−2であり、ω−1500rpmでは93
μA ml−2であり、 40°Cでは、ω=0では約100μAm1B−2であ
り、ω=150Orpmでは1G5 μA+nm ’で
あった。
AlllIn−2であり、ω−1500rpmでは93
μA ml−2であり、 40°Cでは、ω=0では約100μAm1B−2であ
り、ω=150Orpmでは1G5 μA+nm ’で
あった。
湿ったN2で飽和した同じμEは室温では、−850m
V未満の陰極電位での評価し得る電流循環は見られず、
−850mVより高いEcでは、N2の発生が見られた
。。
V未満の陰極電位での評価し得る電流循環は見られず、
−850mVより高いEcでは、N2の発生が見られた
。。
実施例5
酸末端基を有し、群1に属し、酸基に関する平均当量重
量が2860であり、粘度法による平均分子量が208
0であり、異なる分子量のポリマーの混合物からなり、
10重量%のN H3てのアンモニア溶液13m1で中
和したペルフルオロポリエーテル40.5mlに、2回
蒸溜水20m1と、当量重量が668のカルボン酸4.
5mlと、当量重量が361のカルボン酸18m1とで
あって、これらのカルボン酸はペルフルオロポリエーテ
ル構造を有し且つ群1に属するものを加えた。
量が2860であり、粘度法による平均分子量が208
0であり、異なる分子量のポリマーの混合物からなり、
10重量%のN H3てのアンモニア溶液13m1で中
和したペルフルオロポリエーテル40.5mlに、2回
蒸溜水20m1と、当量重量が668のカルボン酸4.
5mlと、当量重量が361のカルボン酸18m1とで
あって、これらのカルボン酸はペルフルオロポリエーテ
ル構造を有し且つ群1に属するものを加えた。
生成する系は単一の透明用てあり、25から75℃の温
度範囲で安定であり、下記の重量組成を示した。
度範囲で安定であり、下記の重量組成を示した。
粗ペルフルオロポリエーテル 49.8%水性を目
22.5%フッ素化界面活性剤
27.7%このマイクロエマルジョンは、温度2
5℃での伝導度は21ミリジーメンス・G11l−1で
あった。
22.5%フッ素化界面活性剤
27.7%このマイクロエマルジョンは、温度2
5℃での伝導度は21ミリジーメンス・G11l−1で
あった。
ボルタメトリー図から、下記の02還元電流密度の値が
得られた。
得られた。
T−20℃では、作業電極の回転速度が0ては、約55
tt A mm−2であり、(IJ = 1500
rpmでは70μA+++n+−2であり、これらの値
は水性溶液中て得られた値の約28倍および14倍であ
った。
tt A mm−2であり、(IJ = 1500
rpmでは70μA+++n+−2であり、これらの値
は水性溶液中て得られた値の約28倍および14倍であ
った。
T=40℃では、ω−0ては90μAmm−2であり、
ω−1500rpmでは125 μA+nn+−2とな
り、これらの値はそれぞれ対応する水性溶液中ての値の
約30および13倍であった。
ω−1500rpmでは125 μA+nn+−2とな
り、これらの値はそれぞれ対応する水性溶液中ての値の
約30および13倍であった。
これらの場合には、μEにおける陰極電位を700+n
Vに上げ、水性溶液では800mVに上げることによっ
て20℃およびω−150Orpmで、電流密度を10
0 ミリジーメンス・cII+−1とすることが可能で
あった。
Vに上げ、水性溶液では800mVに上げることによっ
て20℃およびω−150Orpmで、電流密度を10
0 ミリジーメンス・cII+−1とすることが可能で
あった。
したがって、μEは電力を0.01mW/rni1節約
することができた。
することができた。
40℃およびω−1500rpIIlでは、同じ電流密
度100μAm+m−2を得るには、水性溶液中で必要
な−[i00+nVに対して一300mVであり、節約
分は0,03釦W/mrAとなった。
度100μAm+m−2を得るには、水性溶液中で必要
な−[i00+nVに対して一300mVであり、節約
分は0,03釦W/mrAとなった。
実施例6
酸末端基を有し、群1に属し、酸基に関する平均当量重
量が2860であり、粘度法による平均分子量が208
0であり、異なる分子量のポリマーの混合物からなり、
濃度が2.5Mの水酸化ナトリウム溶液13m1で中和
したペルフルオロポリエーテル40.5mlに、2回蒸
溜水20m1と、当量重量が668のカルボン酸4.5
mlと、当量重量が361のカルボン酸18m1とであ
って、これらのカルボン酸はペルフルオロポリエーテル
構造を有し且つ群1に属するものを加えた。
量が2860であり、粘度法による平均分子量が208
0であり、異なる分子量のポリマーの混合物からなり、
濃度が2.5Mの水酸化ナトリウム溶液13m1で中和
したペルフルオロポリエーテル40.5mlに、2回蒸
溜水20m1と、当量重量が668のカルボン酸4.5
mlと、当量重量が361のカルボン酸18m1とであ
って、これらのカルボン酸はペルフルオロポリエーテル
構造を有し且つ群1に属するものを加えた。
生成する系は単一の透明相であり、25から75℃の温
度範囲で安定であり、下記の重量組成を示した。
度範囲で安定であり、下記の重量組成を示した。
粗ペルフルオロポリエーテル 49.8%水性相
22.5%フッ素化界面活性剤
27.79にのマイクロエマルジョンは、温度25
℃での伝導度はIO25ミリジーメンス・cITI−1
であった。
22.5%フッ素化界面活性剤
27.79にのマイクロエマルジョンは、温度25
℃での伝導度はIO25ミリジーメンス・cITI−1
であった。
ボルタメトリー図から、下記の02還元電流密度の値が
得られた。
得られた。
T−20℃では、撹拌なしでは、約38μAmn+−2
であり、作業電極の回転速度が150o rpmでは6
5μAm+s−2であり、これらの値は水性溶液中で得
られた値の約19倍および13倍であった。
であり、作業電極の回転速度が150o rpmでは6
5μAm+s−2であり、これらの値は水性溶液中で得
られた値の約19倍および13倍であった。
T−40℃では、攪拌なしでは105 μAmm−2で
あり、ω−1500rpmでは123 μAmm−2と
なり、これらの値はそれぞれ対応する水性溶液中ての値
の約35および12倍であった。
あり、ω−1500rpmでは123 μAmm−2と
なり、これらの値はそれぞれ対応する水性溶液中ての値
の約35および12倍であった。
T−60℃では、攪拌なしては約75μAmm−2とな
り、(JJ−1500rpmでは135 μAmm−”
となり、撹拌なしで得られた値は水性溶液中で得られた
値の2.5倍であった。
り、(JJ−1500rpmでは135 μAmm−”
となり、撹拌なしで得られた値は水性溶液中で得られた
値の2.5倍であった。
20℃およびω−150o rpmでは、80μA+n
m”の循環電流を得るには、μEでは−350mVであ
り、水性溶液中では一550mVであり、電力節約は0
.01(imW /rrvAとなった。
m”の循環電流を得るには、μEでは−350mVであ
り、水性溶液中では一550mVであり、電力節約は0
.01(imW /rrvAとなった。
40℃およびω−1500rprLlでは、100 μ
A ++++++−”の循環電流をi%るには、μEで
は−20011IVであり、水性溶液中では一650m
Vであり、電力節約は0、口45n+W /−となった
。
A ++++++−”の循環電流をi%るには、μEで
は−20011IVであり、水性溶液中では一650m
Vであり、電力節約は0、口45n+W /−となった
。
60℃、■50μAmm−2の循環電流を得るには、μ
Eでは−300mVであり、水性電解質では一725m
Vであり、電力節約は0.06 mW /mtAとなっ
た。
Eでは−300mVであり、水性電解質では一725m
Vであり、電力節約は0.06 mW /mtAとなっ
た。
実施例7(対照試験)
実施例1に記載した界面活性剤のアンモニウム塩32.
98 gと、ペルフルオロアルキル末端基を白。
98 gと、ペルフルオロアルキル末端基を白。
し、群1に属し、平均分子量が約800のペルフルオロ
ポリエーテル56,96 gと、水12m1とから成る
W10型μEは20°Cでは透明で等方性な系であって
、導電率が0.2ミリジーメンス・Cm’であった。
ポリエーテル56,96 gと、水12m1とから成る
W10型μEは20°Cでは透明で等方性な系であって
、導電率が0.2ミリジーメンス・Cm’であった。
この湿った02で飽和したμEを陰極液として用いても
、評価し得る電流循環は見られず、負荷陰極電位を増加
しても、電流傾向からはH2放出電位を測定することは
出来なかった。いずれにせよ、−100IIIVから一
19On+Vの電位範囲では、電流密度は0.1 μA
mm−2より低かった。
、評価し得る電流循環は見られず、負荷陰極電位を増加
しても、電流傾向からはH2放出電位を測定することは
出来なかった。いずれにせよ、−100IIIVから一
19On+Vの電位範囲では、電流密度は0.1 μA
mm−2より低かった。
同じμEを40℃に上昇させると、X−210ミリジー
メンス・cITl−1となり、−800IIIVでの循
環電流は約40μAmm−”となった。
メンス・cITl−1となり、−800IIIVでの循
環電流は約40μAmm−”となった。
実施例8
ペルフルオロカーボンを基剤とする伝導性マイクロエマ
ルジョン ペルフルオロポリエーテル構造を有し、831に属し、
且つ分子量分布が狭く当量重量が520のモノカルボン
酸1.28gは、イソプロピルアルコール0.39gの
存在でペルフルオロデカリン3.80g中に10重量%
のNH3を溶解させたアンモニア溶1fk0.3mlを
可溶化させた。
ルジョン ペルフルオロポリエーテル構造を有し、831に属し、
且つ分子量分布が狭く当量重量が520のモノカルボン
酸1.28gは、イソプロピルアルコール0.39gの
存在でペルフルオロデカリン3.80g中に10重量%
のNH3を溶解させたアンモニア溶1fk0.3mlを
可溶化させた。
緩やかに磁石撹拌することによって、透明で等方性の系
が20℃で得られた。
が20℃で得られた。
このW10型μEは、微少な分散水性相5.2重量%を
含み、導電率は1.35ミリジーメンス・Cm−’であ
り、酸pHを有した。
含み、導電率は1.35ミリジーメンス・Cm−’であ
り、酸pHを有した。
実施例9
ペルフルオロポリエーテル構造を有し、群1に属し、当
量重量が443であり、且つ分子量分布が狭いモノカル
ボン酸4.04gをNH3が10重量%のアンモニア溶
液1.35gで中和した後、ペルフルオロへブタン10
.27 g中で可溶化した。20℃で透明で等方性の系
であり、導電率が1.68Eリジーメンス・CII+−
1であり、水相6,15%を含むものが得られた。
量重量が443であり、且つ分子量分布が狭いモノカル
ボン酸4.04gをNH3が10重量%のアンモニア溶
液1.35gで中和した後、ペルフルオロへブタン10
.27 g中で可溶化した。20℃で透明で等方性の系
であり、導電率が1.68Eリジーメンス・CII+−
1であり、水相6,15%を含むものが得られた。
この得られた混合物に水を加えることによって、μEに
は巨視的な変化はないままで、下記の伝導度の値を得た
。
は巨視的な変化はないままで、下記の伝導度の値を得た
。
10.81
13.84
16,02
24.15
27.75
2.47
4.14
6.91
+0.51
12.14
この系は室温で28%までの水性相を可溶化することが
できたが、更に高濃度では分離して21目になった。
できたが、更に高濃度では分離して21目になった。
実施例IO
前記の実施例に記載したペルフルオロポリエーテル構造
を有するモノカルボン酸2.02gをNH3が10重量
%のアンモニア溶液1mlで中和した後、平均分子量が
678のペルフルオロポリエーテル構造を有するアルコ
ール0.54gの存在においてペルフルオロへブタン3
.40g中の2回蒸溜水0.3 mlを可溶化した。
を有するモノカルボン酸2.02gをNH3が10重量
%のアンモニア溶液1mlで中和した後、平均分子量が
678のペルフルオロポリエーテル構造を有するアルコ
ール0.54gの存在においてペルフルオロへブタン3
.40g中の2回蒸溜水0.3 mlを可溶化した。
こうして得られたW10μEは水性を目か17.92%
であり、導電率が20℃において1.35ミリジーメン
ス・am’であった′。
であり、導電率が20℃において1.35ミリジーメン
ス・am’であった′。
この系は27℃未満の温度では透明で等h゛性であった
。水0.1mlを加えて水性相の含量を19.0396
にすると、μEのXは20°Cで19.1ミリジーメン
ス・cIT+−1となったが、透明で等方性の系の安定
性は、1521℃にまで減少した。
。水0.1mlを加えて水性相の含量を19.0396
にすると、μEのXは20°Cで19.1ミリジーメン
ス・cIT+−1となったが、透明で等方性の系の安定
性は、1521℃にまで減少した。
実施例11
ペルフルオロカーボンをベースとするμEの、02の還
元による陰極液としての使用。
元による陰極液としての使用。
ペルフルオロポリエーテル構造を有し、群1に属し、分
子量分布が狭く当量重量が448であり、N H310
m m%のアンモニア溶液14.48 gで中和したモ
ノカルボン酸29.25 gと、2回蒸溜水2mlと、
ペルフルオロへブタン52.07 gと、ペルフルオロ
ポリエーテル構造を仔し、平均分子量が678である1
価アルコール6,60.を混合することによって、緩や
かに撹拌を行うと、単一で透明な等方性用が得られた。
子量分布が狭く当量重量が448であり、N H310
m m%のアンモニア溶液14.48 gで中和したモ
ノカルボン酸29.25 gと、2回蒸溜水2mlと、
ペルフルオロへブタン52.07 gと、ペルフルオロ
ポリエーテル構造を仔し、平均分子量が678である1
価アルコール6,60.を混合することによって、緩や
かに撹拌を行うと、単一で透明な等方性用が得られた。
こうして製造したμEは23℃では無限に安定であり、
pHは6,33であり、導電率は44.31 ミリジー
メンス・印−1であった。水性相含量は15.47重量
%であった。
pHは6,33であり、導電率は44.31 ミリジー
メンス・印−1であった。水性相含量は15.47重量
%であった。
このμEを前記の系において陰極液として用いて、23
℃での 空気との平衡 湿ったN2の通気下、および 湿った02の通気下、での挙動を比較した。
℃での 空気との平衡 湿ったN2の通気下、および 湿った02の通気下、での挙動を比較した。
ボルタメトリー図から、この系においてHつの発生が始
まる値より低い20On+Vの陰極電位で測定した02
還元限界電流を測定した。
まる値より低い20On+Vの陰極電位で測定した02
還元限界電流を測定した。
表
N2通気条件下での電流循環が少ないのは、02の除去
が不十分な事による可能性かある。
が不十分な事による可能性かある。
(IJ = 150Orpmでは、02で飽和したμE
は、水性溶液中での同じ電解反応によって得られる値の
20倍以上の02還元電流密度の循環が認められた。
は、水性溶液中での同じ電解反応によって得られる値の
20倍以上の02還元電流密度の循環が認められた。
T=23℃および(IJ −1500rpmで100
μA 1m−2に等しい電流密度は、陰極電位が一68
0mVで観察され、これに対して水性溶液中で必要な電
位は一800mVであり、電力が0.012mW /m
rA節約された。
μA 1m−2に等しい電流密度は、陰極電位が一68
0mVで観察され、これに対して水性溶液中で必要な電
位は一800mVであり、電力が0.012mW /m
rA節約された。
4、
第1図は水/界面活性剤系/P F P Eの三tlj
図である。
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ガス状物質を陰極で還元し且つ油中水 (W/O)型のマイクロエマルジョンを陰極液として用
いる電気化学的方法であって、前記マイクロエマルジョ
ンが少なくとも1ミリジーメンス・cm^−^1のイオ
ン移動による電気伝導度を有することを特徴とする電気
化学的方法。 2、ガス状物質が酸素である、請求項1に記載の方法。 3、陰極が電位差滴定法で用いられる金属である、請求
項1に記載の方法。 4、陰極がAu、PtまたはNiである、請求項3に記
載の方法。 5、伝導度が少なくとも1ミリジーメンス・cm^−^
1であるマイクロエマルジョン(W/O)が、(a)1
種類以上の電解質を任意に含む水性液体、(b)ペルフ
ルオロアルキルまたはカルボキシル、アルコール、ポリ
オキシアルキレン−OH、エーテル、アミド等の官能性
を有する官能性末端基、好ましくはカルボキシル基およ
びポリオキシアルキレン−OH基のような親水性の官能
性末端基、特にカルボキシル基を有するペルフルオロポ
リエーテル構造の流体、 (c)好ましくはペルフルオロポリエーテル構造を有す
るフッ素化界面活性剤、および/または(d)水素化ア
ルコール(C_1〜C_1_2)、および所望ならばフ
ッ素化アルコール(共界面活性剤)を混合することによ
って得られる液状の透明なまたは乳白状の巨視的には単
一相物質から成る、請求項1に記載の方法。 6、フッ素化界面活性剤が、 (a)炭素原子5〜11個を有するペルフルオロアルキ
ルカルボン酸の塩、 (b)炭素原子5〜11個を有するペルフルオロスルホ
ン酸の塩、および (c)ペルフルオロポリエーテルから誘導されるモノ−
およびビーカルボン酸の塩、から選択される請求項5に
記載の方法。 7、フッ素化界面活性剤がペルフルオロアルキル鎖およ
びポリオキシアルキレン親水性ヘッドによって置換され
た非イオン性の種類のものである、請求項5に記載の方
法。 8、油がペルフルオロカーボンである、請求項1に記載
の方法。 9、油が下記の群から選択されるペルフルオロポリエー
テルである、請求項1に記載の方法。 (a)平均分子量が500から10,000、好ましく
は600から6,000であり、フルオロアルキル末端
基を有し、 (1) ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダムに
分布しており、R_fおよびR′_fは互いに同じであ
るかまたは異なり、−CF_3、 −C_2F_5または−C_3F_7であり、m、nお
よびpは前記の平均分子量の要件に適合するような平均
値である; (2)R_fO(CF_2CF_2O)_n(CF_2
O)_mR′_f但し、ペルフルオロオキシアルキレン
単位がランダムに分布しており、R_fおよびR′_f
は互いに同じであるかまたは異なり、−CF_3または
−C_2F_5であり、mおよびnは前記の平均分子量
の要件に適合するような平均値である; (3) ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、ペルフルオロオキシアルキレン単位がランダムに
分布しており、R_fおよびR′_fは互いに同じであ
るかまたは異なり、−CF_3、 −C_2F_5または−C_3F_7であり、m、n、
pおよびqは前記の平均分子量の要件に適合するような
平均値である; (4)▲数式、化学式、表等があります▼ (5)R_fO(CF_2CF_2O)_n−R′_f
但し、R_fおよびR′_fは互いに同じであるかまた
は異なり、−CF_3または−C_2F_5であり、n
は前記の要件に適合するような平均値である;(6)R
_fO(CF_2CF_2CF_2O)_nR′_f但
し、R_fおよびR′_fは互いに同じであるかまたは
異なり、−CF_3、−C_2F_5または−C_3F
_7であり、nは前記の要件に適合するような平均値で
ある; (7)群(1)または群(3)の構造を有するPFPE
であり末端基R_fまたはR′_fの一方は1または2
個の塩素原子を有するもの;の1以上の群に属するPF
PE、 (b)前記の群に属し、平均分子量が1,500から1
0,000であり、個々のポリマー鎖について平均して
0.1から4個の非ペルフルオロアルキル末端基を有す
ることを特徴とするPFPE、および(c)ペルフルオ
ロエーテル鎖に沿った官能基とペルフルオロアルキルま
たは官能性の末端基を有するPFPE。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT21004/88A IT1217838B (it) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Microemulsioni per tipo acqua in olio elettricamente conduttrici,a base di composti perfluorurati usate come catolita in processi elettrochimici |
| IT21004A/88 | 1988-06-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111891A true JPH02111891A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2911482B2 JP2911482B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154416A Expired - Fee Related JP2911482B2 (ja) | 1988-06-17 | 1989-06-16 | ペルフルオロ化化合物をベースとする電気伝導性の油中水型マイクロエマルジョン及びその電気化学的方法における陰極液としての使用 |
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| IT1203514B (it) * | 1987-02-26 | 1989-02-15 | Ausimont Spa | Microemulsioni a base di tre liquidi immiscibili,comprendenti un perfluoropolietere |
| IT1223325B (it) * | 1987-10-28 | 1990-09-19 | Ausimont Spa | Microemulsioni elettricamente conduttrici a base di perfluoropolieteri |
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