JPH03166392A - ガス拡散電極 - Google Patents
ガス拡散電極Info
- Publication number
- JPH03166392A JPH03166392A JP1304972A JP30497289A JPH03166392A JP H03166392 A JPH03166392 A JP H03166392A JP 1304972 A JP1304972 A JP 1304972A JP 30497289 A JP30497289 A JP 30497289A JP H03166392 A JPH03166392 A JP H03166392A
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- Japan
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- gas diffusion
- carbon black
- tube
- water
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、溶液中のイオンの酸化、還元やホルマリン、
ヒドラジン等の還元物質の分解や化合物の生成に使用す
るガス拡散電極に関する。
ヒドラジン等の還元物質の分解や化合物の生成に使用す
るガス拡散電極に関する。
（従来の技術）
従来のガス拡散電極は、ポリ四弗化エチレンと撥水性カ
ーボンブラックから成るシート状のガス拡散層に、ポリ
四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックと親水性カー
ボンブラックから成るシート状の反応層が接合されて成
るものである。
ーボンブラックから成るシート状のガス拡散層に、ポリ
四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックと親水性カー
ボンブラックから成るシート状の反応層が接合されて成
るものである。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、かかるシート状のガス拡散電極を用い、それ
にＨ，、０２、Ｃ ｌ ｔ等のガスを供給して局部電池
を形成させ、溶液中のイオンの酸化、還元やホルマリン
、ヒドラジンの分解、および化合物の生成する場合、シ
ート状のガス拡散電極を２枚対向させるだけでは反応面
積が小さいものである。
にＨ，、０２、Ｃ ｌ ｔ等のガスを供給して局部電池
を形成させ、溶液中のイオンの酸化、還元やホルマリン
、ヒドラジンの分解、および化合物の生成する場合、シ
ート状のガス拡散電極を２枚対向させるだけでは反応面
積が小さいものである。
この為、第３図に示す如くシート状のガス拡散電極ｌを
多数枚間隔を存して配し、ガス拡散電極１間を交互にガ
ス供給空間２、液供給空間３となすことが考えられてい
る。そしてこれのガスの供給方向、液の循環方向は、対
向する場合、同じ方向の場合、交叉する場合等がある。
多数枚間隔を存して配し、ガス拡散電極１間を交互にガ
ス供給空間２、液供給空間３となすことが考えられてい
る。そしてこれのガスの供給方向、液の循環方向は、対
向する場合、同じ方向の場合、交叉する場合等がある。
然し乍らこのようなガス拡散電極ｌの使用の仕方でも十
分効率の良いものは得られず、効率を良くしようとする
と、極間をせばめたり、電極の厚さを薄くしたりしなけ
ｔばならず、装置が大型化するとその組立や電極それ自
体の強度低下による取扱いが難しくなる。しかも装置の
大型化により著しくコスト高となるものである。
分効率の良いものは得られず、効率を良くしようとする
と、極間をせばめたり、電極の厚さを薄くしたりしなけ
ｔばならず、装置が大型化するとその組立や電極それ自
体の強度低下による取扱いが難しくなる。しかも装置の
大型化により著しくコスト高となるものである。
そこで本発明は、液やガスとの接触面積を大きくできて
、酸化、還元効率や化合物生成効率を高くでき、また装
置を小型化でき、しかも強度を有し、取扱い及び組立が
容易で、装置の大型化にも対応できるガス拡散電極を提
供しようとするものである。
、酸化、還元効率や化合物生成効率を高くでき、また装
置を小型化でき、しかも強度を有し、取扱い及び組立が
容易で、装置の大型化にも対応できるガス拡散電極を提
供しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するための本発明のガス拡散電極の１つ
は、ポリ四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックから
成るガス拡散層の細いチューブの内周面又は外周面に、
触媒を担持したことを特徴とするものである。
は、ポリ四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックから
成るガス拡散層の細いチューブの内周面又は外周面に、
触媒を担持したことを特徴とするものである。
触媒としては、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉ ｒ，Ａｇ、Ｎｉ
，Ｓｎ，Ｃｏ等、その他合金の金属触媒、上記金属の酸
化物触媒、フタロシアニン等の有機化合物触媒、親水性
カーボンブラックが用いられる。
，Ｓｎ，Ｃｏ等、その他合金の金属触媒、上記金属の酸
化物触媒、フタロシアニン等の有機化合物触媒、親水性
カーボンブラックが用いられる。
本発明のガス拡散電極の他のｌつは、ポリ四弗化エチレ
ンと撥水性カーボンブラックから成るガス拡散層の細い
チューブの内周面又は外周面に、ポリ四弗化エチレンと
撥水性カーボンブラックと親水性カーボンブラックから
成る反応層を形成したことを特徴とするものである。
ンと撥水性カーボンブラックから成るガス拡散層の細い
チューブの内周面又は外周面に、ポリ四弗化エチレンと
撥水性カーボンブラックと親水性カーボンブラックから
成る反応層を形成したことを特徴とするものである。
上記の本発明のガス拡散電極に於けるガス拡散層の細い
チューブを作るには、平均粒径０．３μｍのポリ四弗化
エチレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラック
及びソルベントナフサを３．５：６．５：１８の割合で
混合し、これを中空押出しでチューブに成形し、このチ
ューブを３３０℃以上で加熱してソルベントナフサを蒸
発除去すると共にポリ四弗化エチレンを結着する。
チューブを作るには、平均粒径０．３μｍのポリ四弗化
エチレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラック
及びソルベントナフサを３．５：６．５：１８の割合で
混合し、これを中空押出しでチューブに成形し、このチ
ューブを３３０℃以上で加熱してソルベントナフサを蒸
発除去すると共にポリ四弗化エチレンを結着する。
こうして作ったガス拡散層の細いチューブの内周面や外
周面に触媒を担持するには担持したい触媒を含む液を内
周面や外周面に塗布した上、加熱分解すると良い。
周面に触媒を担持するには担持したい触媒を含む液を内
周面や外周面に塗布した上、加熱分解すると良い。
またガス拡散層の細いチューブの内周面や外周面に反応
層を形成するには、平均粒径０．３μｍのポリ四弗化エ
チレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラック、
平均粒径４２０人の親水性カーボンブラック、界面活性
剤としてトライトン及び水をＩ：２：３：１：１０の割
合で混合し、これをチューブの内周面や外周面にコーテ
ィングし、このチューブを２８０℃以上で加熱して界面
活性剤であるトライトン及び水を蒸発除去すると共にポ
リ四弗化エチレンを結着して反応層を形成する。
層を形成するには、平均粒径０．３μｍのポリ四弗化エ
チレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラック、
平均粒径４２０人の親水性カーボンブラック、界面活性
剤としてトライトン及び水をＩ：２：３：１：１０の割
合で混合し、これをチューブの内周面や外周面にコーテ
ィングし、このチューブを２８０℃以上で加熱して界面
活性剤であるトライトン及び水を蒸発除去すると共にポ
リ四弗化エチレンを結着して反応層を形成する。
この反応層に触媒を担持する場合は、この反応層の親水
部に担持したい触媒を含む液を含浸させ、加熱分解する
と良い。
部に担持したい触媒を含む液を含浸させ、加熱分解する
と良い。
また反応層を形成する他の方法としては、ガス拡散層の
細いチューブを中空押出しで成形する際、同時に反応層
の細いチューブをクラッドし乍ら成形するようにしても
良い。
細いチューブを中空押出しで成形する際、同時に反応層
の細いチューブをクラッドし乍ら成形するようにしても
良い。
さらに反応層に触媒を担持する他の方法としては、反応
層の原料である親水性カーボンブラックに予め担持する
方法がある。
層の原料である親水性カーボンブラックに予め担持する
方法がある。
（作用）
上記構成のガス拡散電極は細いチューブとなっているの
で、溶液中のイオンの酸化、還元や化合物の生成に使用
する際、多数束ねる。そしてチューブの外周面に触媒が
担持されているものや反応層が形成されているものに於
いては、チューブ内にガスを、チューブ外に液を供給す
るようにする。
で、溶液中のイオンの酸化、還元や化合物の生成に使用
する際、多数束ねる。そしてチューブの外周面に触媒が
担持されているものや反応層が形成されているものに於
いては、チューブ内にガスを、チューブ外に液を供給す
るようにする。
またチューブの内周面に触媒が担持されているものや反
応層が形成されているものに於いては、チューブ内に液
を、チューブ外にガスを供給するようにする。
応層が形成されているものに於いては、チューブ内に液
を、チューブ外にガスを供給するようにする。
このように細いチューブのガス拡散電極を多数束ねて、
ガスと液の供給を行うと、液やガスとの接触面積が大き
いので、酸化、還元効率や化合物生或効率が高くなる。
ガスと液の供給を行うと、液やガスとの接触面積が大き
いので、酸化、還元効率や化合物生或効率が高くなる。
また細いチューブのガス拡散電極を多数束ねるのである
から、ガス拡散電極間に特別に間隔をあける必要が無い
ので、装置を小型化でき、しかも電極はシート状の電極
と違って強度を有し、取扱い組立が容易であるので、装
置の大型化にも対応できる。
から、ガス拡散電極間に特別に間隔をあける必要が無い
ので、装置を小型化でき、しかも電極はシート状の電極
と違って強度を有し、取扱い組立が容易であるので、装
置の大型化にも対応できる。
（実施例）
本発明のガス拡散電極の一実施例と従来例について説明
する。
する。
先ず本発明のガス拡散電極の一実施例を説明すると、平
均粒径０．３μｍのポリ四弗化エチレン、平均粒径４２
０人の撥水性カーボンブラック及びブルベントナフサを
３．５： ６．５二１８の割合で混合し、これを中空
押出してチューブを成形し、このチューブを３３０°Ｃ
以上で加熱してソルベントナフサを蒸発除去すると共に
ポリ四弗化エチレンを結着して、内径１ ｍｍ、外径１
．６ｍｍのガス拡散層のチューブを得た。その後このガ
ス拡散層のチューブの外周面に、平均粒径０．３μｍの
ポリ四弗化エチレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボ
ンブラック、平均粒径４２０人の親水性カーボンブラッ
ク、界面活性剤としてトライトン及び水を１＋２：３：
］：１０の割合で混合したものをコーティングし、２８
０°Ｃで加熱して、界面活性剤であるトライ１・ン及び
水を蒸発除去すると共にポリ四弗化エチレンを結着して
厚さ約０．０５ｍｍの反応層を形成した。そして反応層
に触媒として塩化Ｐｔ−１ｒ酸を含浸させ、加熱分解し
て、Ｐｔ−Ｉｒ３０％を単位面積（ｃＩｌｆ）当たり０
．４■を担持させ、第１図に示すガス拡散層１０ａと反
応層ｉｏｂから或る長さ２０ｃｍ、内径１ｍｍ、外径１
．７ｍｍのチューブのガス拡散電極ＩＯを得た。
均粒径０．３μｍのポリ四弗化エチレン、平均粒径４２
０人の撥水性カーボンブラック及びブルベントナフサを
３．５： ６．５二１８の割合で混合し、これを中空
押出してチューブを成形し、このチューブを３３０°Ｃ
以上で加熱してソルベントナフサを蒸発除去すると共に
ポリ四弗化エチレンを結着して、内径１ ｍｍ、外径１
．６ｍｍのガス拡散層のチューブを得た。その後このガ
ス拡散層のチューブの外周面に、平均粒径０．３μｍの
ポリ四弗化エチレン、平均粒径４２０人の撥水性カーボ
ンブラック、平均粒径４２０人の親水性カーボンブラッ
ク、界面活性剤としてトライトン及び水を１＋２：３：
］：１０の割合で混合したものをコーティングし、２８
０°Ｃで加熱して、界面活性剤であるトライ１・ン及び
水を蒸発除去すると共にポリ四弗化エチレンを結着して
厚さ約０．０５ｍｍの反応層を形成した。そして反応層
に触媒として塩化Ｐｔ−１ｒ酸を含浸させ、加熱分解し
て、Ｐｔ−Ｉｒ３０％を単位面積（ｃＩｌｆ）当たり０
．４■を担持させ、第１図に示すガス拡散層１０ａと反
応層ｉｏｂから或る長さ２０ｃｍ、内径１ｍｍ、外径１
．７ｍｍのチューブのガス拡散電極ＩＯを得た。
このガス拡散電極１０を１８００本束ねて第２図に示す
如く槽１１内にセットし、各チューブ間の隙間にｌＭ塩
化第２鉄溶液を循環させ、水素ガスを各チューブ内に供
給して、Ｆｅ）１をＦｅ２＋に還元した処、５５０ｇの
Ｆｅ’＋をｌ７分で還元できた。
如く槽１１内にセットし、各チューブ間の隙間にｌＭ塩
化第２鉄溶液を循環させ、水素ガスを各チューブ内に供
給して、Ｆｅ）１をＦｅ２＋に還元した処、５５０ｇの
Ｆｅ’＋をｌ７分で還元できた。
一方、従来例について説明すると、縦１５ｃｍ、横１０
ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ（ガス拡散層０．５ｍｍ、反応層
０．１ｉｉｍ）のシー１・状ガス拡散電極（材質は実施
例と同じ）５０枚を１．６ｍｍ間隔に、第３図に示す如
く配設して、ガス拡散電極１間を交互にガス供給空間２
、液供給空間３となして、ガス供給空間３に実施例と同
じ水素ガスを供給し、液供給空間４に実施例と同じＩＭ
塩化第２鉄溶液を循環させて、Ｆ ｅ ３ １をＦ ｅ
ｌ ＋に還元した処、５５０ｇのＦｅ”を還元するのに
５０分要した。
ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ（ガス拡散層０．５ｍｍ、反応層
０．１ｉｉｍ）のシー１・状ガス拡散電極（材質は実施
例と同じ）５０枚を１．６ｍｍ間隔に、第３図に示す如
く配設して、ガス拡散電極１間を交互にガス供給空間２
、液供給空間３となして、ガス供給空間３に実施例と同
じ水素ガスを供給し、液供給空間４に実施例と同じＩＭ
塩化第２鉄溶液を循環させて、Ｆ ｅ ３ １をＦ ｅ
ｌ ＋に還元した処、５５０ｇのＦｅ”を還元するのに
５０分要した。
また上記実施例の細いチューブのガス拡散電極ＩＯを槽
ｌｌ内にセットして得た装置に於いて、液がガス拡散電
極１０に接触する面積は単位体積（ｃｎ？）当たり約１
５ｃｎｆで、従来例のシート状のガス拡散電極ｌを等間
隔に配設して得た装置に於いて、液がガス拡散電極ｌに
接触する面積は単位体積（ｃＪ）当たり約６ｍｌで、実
施例の方が従来例に比べ液との接触面積が約２．５倍大
きく、単位体積当たりの酸化、還元効率が高い。また細
いチューブのガス拡散電極１０を多数束ねるので、従来
のシート状のガス拡散電極１のように電極間に間隔をあ
ける必要が無く、装置が小型化する。
ｌｌ内にセットして得た装置に於いて、液がガス拡散電
極１０に接触する面積は単位体積（ｃｎ？）当たり約１
５ｃｎｆで、従来例のシート状のガス拡散電極ｌを等間
隔に配設して得た装置に於いて、液がガス拡散電極ｌに
接触する面積は単位体積（ｃＪ）当たり約６ｍｌで、実
施例の方が従来例に比べ液との接触面積が約２．５倍大
きく、単位体積当たりの酸化、還元効率が高い。また細
いチューブのガス拡散電極１０を多数束ねるので、従来
のシート状のガス拡散電極１のように電極間に間隔をあ
ける必要が無く、装置が小型化する。
尚、本発明のガス拡散電極ｌＯのチューブ直径とその厚
さを薄くすれば、一層液との接触面積を大きくすること
ができる。
さを薄くすれば、一層液との接触面積を大きくすること
ができる。
（発明の効果）
以上の説明で判るように本発明のガス拡散電極は、細い
チューブに構成されているので、液やガスとの接触面積
が大きく、酸化、還元効率や化合物合成効率が高いもの
である。またチューブを束ねて使用するので、装置を小
型化できるものである。さらにチューブはシートと違っ
て強度を有するので、取扱い、組立が容易で、装置が大
型化しても対応できる。
チューブに構成されているので、液やガスとの接触面積
が大きく、酸化、還元効率や化合物合成効率が高いもの
である。またチューブを束ねて使用するので、装置を小
型化できるものである。さらにチューブはシートと違っ
て強度を有するので、取扱い、組立が容易で、装置が大
型化しても対応できる。
第ｌ図は本発明のガス拡散電極の一実施例を示す斜視図
、第２図はそのガス拡散電極を用いた装置の一部破断斜
視図、第３図は従来のガス拡散電極を用いた装置の要部
縦断面図である。
、第２図はそのガス拡散電極を用いた装置の一部破断斜
視図、第３図は従来のガス拡散電極を用いた装置の要部
縦断面図である。
Claims (2)
- （１）ポリ四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックか
ら成るガス拡散層の細いチューブの内周面又は外周面に
、触媒を担持したことを特徴とするガス拡散電極。 - （２）ポリ四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックか
ら成るガス拡散層の細いチューブの内周面又は外周面に
、ポリ四弗化エチレンと撥水性カーボンブラックと親水
性カーボンブラックから成る反応層を形成したことを特
徴とするガス拡散電極。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304972A JPH03166392A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | ガス拡散電極 |
| DE69008640T DE69008640T2 (de) | 1989-07-24 | 1990-07-24 | Zersetzung von Schadstoffen. |
| EP90830344A EP0410946B1 (en) | 1989-07-24 | 1990-07-24 | Decomposition of detrimental substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304972A JPH03166392A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | ガス拡散電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166392A true JPH03166392A (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=17939528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1304972A Pending JPH03166392A (ja) | 1989-07-24 | 1989-11-24 | ガス拡散電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03166392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053035A (ja) * | 1991-06-21 | 1993-01-08 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 反応種拡散電極構造体 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1304972A patent/JPH03166392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053035A (ja) * | 1991-06-21 | 1993-01-08 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 反応種拡散電極構造体 |
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