JPH0368492A - 電解方法 - Google Patents
電解方法Info
- Publication number
- JPH0368492A JPH0368492A JP20652689A JP20652689A JPH0368492A JP H0368492 A JPH0368492 A JP H0368492A JP 20652689 A JP20652689 A JP 20652689A JP 20652689 A JP20652689 A JP 20652689A JP H0368492 A JPH0368492 A JP H0368492A
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- cathode
- gas
- gas diffusion
- oxygen
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- Pending
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (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、水溶液中の陽極反応で分解できる物質を電解
酸化分解する方法に関するものである。
酸化分解する方法に関するものである。
（従来技術とその問題点）
従来、水溶液中の陽極反応で分解できる物質をＴ４Ｍ酸
化分解する方法は、不溶性電極が用いられており、その
主たるものはチタンに白金メツキした陽極と白金から成
る陰極である。
化分解する方法は、不溶性電極が用いられており、その
主たるものはチタンに白金メツキした陽極と白金から成
る陰極である。
しかし、陽極反応で分解できる物質は陽極で酸化分解さ
れ、陰極では還元反応である水素が発生する。
れ、陰極では還元反応である水素が発生する。
陰極で発生する水素は陽極で酸化され電流効率の減少を
生ずることや、酸素と混合すると爆鳴気となり危険であ
り、水素発生電位で還元されてしまうイオン等を含む電
解液では隔膜等で陽極室と陰極室を分離しなければなら
ない等の欠点があった。
生ずることや、酸素と混合すると爆鳴気となり危険であ
り、水素発生電位で還元されてしまうイオン等を含む電
解液では隔膜等で陽極室と陰極室を分離しなければなら
ない等の欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、上記従来法の欠点を解決するために威された
もので、従来法の欠点である電解酸化分解時の陰極から
水素の発生がない電解方法を提供することを目的とする
。
もので、従来法の欠点である電解酸化分解時の陰極から
水素の発生がない電解方法を提供することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、水溶液中のヒドラジン、ホルマリン等の陽極
反応で分解できる物質を電解酸化分解する方法において
、陰極を触媒が担持された親水部と疎水性細孔から成る
疎水部を有する反応層と疎水性細孔から成るガス拡散層
を接合したガス拡散電極とし、該ガス拡散電極のガス拡
散層側に設けられた気室側から酸素または空気を供給し
ながら電解し、陰極から水素を発生させずに水溶液中の
該陽極反応で分解できる物質を電解酸化分解することを
特徴とする電解方法である。
反応で分解できる物質を電解酸化分解する方法において
、陰極を触媒が担持された親水部と疎水性細孔から成る
疎水部を有する反応層と疎水性細孔から成るガス拡散層
を接合したガス拡散電極とし、該ガス拡散電極のガス拡
散層側に設けられた気室側から酸素または空気を供給し
ながら電解し、陰極から水素を発生させずに水溶液中の
該陽極反応で分解できる物質を電解酸化分解することを
特徴とする電解方法である。
上記の陰極に用いるガス拡散電極は、疎水性細孔のみか
ら成るガス拡散層と触媒が担持された親水性細孔および
疎水性細孔とから成る反応層が接合されたものである。
ら成るガス拡散層と触媒が担持された親水性細孔および
疎水性細孔とから成る反応層が接合されたものである。
前記水溶液中のヒドラジン、ホルマリン等の陽極反応で
分解できる物質を電解酸化分解する方法は、ガス拡散電
極を陰極とし、該ガス拡散電極の反応層側に上記水溶液
を供給し、ガス拡散層側に酸素または空気を供給して電
解すると、ガス拡散層側に供給した酸素が反応層中に移
動して還元することで、水素を発生させずに水溶液中の
陽極反応で分解できる物質を酸化分解することができる
ものである。
分解できる物質を電解酸化分解する方法は、ガス拡散電
極を陰極とし、該ガス拡散電極の反応層側に上記水溶液
を供給し、ガス拡散層側に酸素または空気を供給して電
解すると、ガス拡散層側に供給した酸素が反応層中に移
動して還元することで、水素を発生させずに水溶液中の
陽極反応で分解できる物質を酸化分解することができる
ものである。
以上のように、陰極から水素が発生しないため陽極で水
素酸化による電流効率の減少がなくなり、爆鳴気はでき
ず危険がなく、水素先住電位で還元されてしまうイオン
等を含む電解液でも隔膜等で陽極室と陰極室を分離しな
くてもよく、無用な水素が発生しないため電解電圧が０
．８Ｖ程度低下し消費電力が少なくなるものである。
素酸化による電流効率の減少がなくなり、爆鳴気はでき
ず危険がなく、水素先住電位で還元されてしまうイオン
等を含む電解液でも隔膜等で陽極室と陰極室を分離しな
くてもよく、無用な水素が発生しないため電解電圧が０
．８Ｖ程度低下し消費電力が少なくなるものである。
前記陰極に用いるガス拡散電極についてより詳しく説明
する。
する。
該ガス拡散電極は、疎水性カーボン微粒子とポリテトラ
フロロエチレン等の弗素樹脂とから成るガス拡散層に触
媒が担持された親水性カーボン微粒子または触媒微粒子
と疎水性カーボン微粒子および弗素樹脂とから成る反応
層を接合してガス拡散電極を作製した。
フロロエチレン等の弗素樹脂とから成るガス拡散層に触
媒が担持された親水性カーボン微粒子または触媒微粒子
と疎水性カーボン微粒子および弗素樹脂とから成る反応
層を接合してガス拡散電極を作製した。
該反応層は触媒が担持された親水性カーボン微粒子また
は触媒微粒子と弗素樹脂から成る親水部と疎水性カーボ
ン微粒子とポリテトラフロロエチレン等の弗素樹脂とか
ら成る疎水部とが微細に混合・されている。
は触媒微粒子と弗素樹脂から成る親水部と疎水性カーボ
ン微粒子とポリテトラフロロエチレン等の弗素樹脂とか
ら成る疎水部とが微細に混合・されている。
触媒を含む親木部は電解液となる水溶液が浸透して、疎
水部は酸素が透過できるので、電解液に濡れた触媒の近
傍に酸素ガスが存在できる構造となっており、酸素還元
反応に関与する電極表面積も見掛けの５００倍以上で、
酸素還元速度が著しく増加する。
水部は酸素が透過できるので、電解液に濡れた触媒の近
傍に酸素ガスが存在できる構造となっており、酸素還元
反応に関与する電極表面積も見掛けの５００倍以上で、
酸素還元速度が著しく増加する。
また、ガス拡散層は、疎水性カーボン微粒子とポリテト
ラフロロエチレン等の弗素樹脂とから成るもので、空孔
率は６０％以上で疎水性細孔から成り、気体は容易に透
過できるが電解液の浸透は阻止させる。
ラフロロエチレン等の弗素樹脂とから成るもので、空孔
率は６０％以上で疎水性細孔から成り、気体は容易に透
過できるが電解液の浸透は阻止させる。
例えば、該ガス拡散電極の片側に２０ｋｇ／ｃｄの水圧
をかけても他方に水は漏れないが、酸素ガスは容易に反
応層に供給される。
をかけても他方に水は漏れないが、酸素ガスは容易に反
応層に供給される。
電解液をガス拡散電極のガス拡散層側に供給する酸素の
圧力より高くしておけば、酸素の供給圧力を５ ｋｇ
／ ｃｉ以上にでき、より酸素還元電流密度を上げるこ
とができ、必要とする酸素または空気の供給はガス拡散
層側から十分行うことができるものである。
圧力より高くしておけば、酸素の供給圧力を５ ｋｇ
／ ｃｉ以上にでき、より酸素還元電流密度を上げるこ
とができ、必要とする酸素または空気の供給はガス拡散
層側から十分行うことができるものである。
以下、本発明に係わる実施例を記載するが、該実施例は
本発明を限定するものではない。
本発明を限定するものではない。
（実施例１）
本発明に適用した電解装置を第１図ａ、ｂによって説明
すると、反応槽１は縦１２０ｍｍ、横１２０−１奥行き
５０ＩＩＩｌｌで、奥行き３０ｔｔａｎの電解液室２の
片方に、陰極として１２０ｆｆＩＩ１１角の反応層３に
ガス拡散層４を接合しその反応Ｎ３に白金を０．５６■
／ ｃｔｌ担持したガス拡散電極５を設け、該ガス拡散
電極５のガス拡１１を層４側に気室６を設は酸素の供給
口７と排出口８が接続されている。
すると、反応槽１は縦１２０ｍｍ、横１２０−１奥行き
５０ＩＩＩｌｌで、奥行き３０ｔｔａｎの電解液室２の
片方に、陰極として１２０ｆｆＩＩ１１角の反応層３に
ガス拡散層４を接合しその反応Ｎ３に白金を０．５６■
／ ｃｔｌ担持したガス拡散電極５を設け、該ガス拡散
電極５のガス拡１１を層４側に気室６を設は酸素の供給
口７と排出口８が接続されている。
他方に１００ａｕｅ角の５０メツシユの白金舒１９を陽
極として設けた。
極として設けた。
次に、上記構成の電解装置１０を用いた電解方法を説明
する。
する。
電解液１１として、ヒドラジンを０．５ｗＬ％含む１モ
ル／Ｉ！硫酸溶液１１を上記電解装置１０の電解液室２
に供給し、酸素を上記気室に０．１５１／分で供給し、
電解電圧１．、ＯＶで電解したところ、陽極でヒドラジ
ンは分解し、窒素と水素になり陰極では酸素が還元され
電解液中には水素が発生することがなかった。
ル／Ｉ！硫酸溶液１１を上記電解装置１０の電解液室２
に供給し、酸素を上記気室に０．１５１／分で供給し、
電解電圧１．、ＯＶで電解したところ、陽極でヒドラジ
ンは分解し、窒素と水素になり陰極では酸素が還元され
電解液中には水素が発生することがなかった。
（実施例２）
実施例１と同し装置を用い、電解液１１として０．１ｗ
Ｌ％ヒドラジンと０．１モル／ｌの硫酸第二鉄を含む１
モル／ｌの硫酸溶液を電解液室２に満たし、気室６に酸
素ガスを供給し、電流密度２０ｍＡ／ＣＴ１１で定電流
電解を行ったところ、反応開始後８時間でヒドラジンは
ＩＯＰＰＭ以下となった。
Ｌ％ヒドラジンと０．１モル／ｌの硫酸第二鉄を含む１
モル／ｌの硫酸溶液を電解液室２に満たし、気室６に酸
素ガスを供給し、電流密度２０ｍＡ／ＣＴ１１で定電流
電解を行ったところ、反応開始後８時間でヒドラジンは
ＩＯＰＰＭ以下となった。
しかし、共存する硫酸第二鉄は硫酸第一鉄に還元されな
かった。
かった。
陰極では酸素が還元され電解液中には水素が発生するこ
とはなかった。
とはなかった。
（実施例３）
実施例１と同じ装置を用い、電解液１１として０．１ｗ
ｔ％ヒドラジンを含む２モル／ｌの硝酸溶液を電解液室
２に満たし、気室６に空気を供給し、電流密度２０ｍＡ
／ｃ−で定電流電解を行ったところ、反応開始後８時間
でヒドラジンはＩＯＰＰＭ以下となった。
ｔ％ヒドラジンを含む２モル／ｌの硝酸溶液を電解液室
２に満たし、気室６に空気を供給し、電流密度２０ｍＡ
／ｃ−で定電流電解を行ったところ、反応開始後８時間
でヒドラジンはＩＯＰＰＭ以下となった。
陰極では酸素が還元され電解液中には水素が発生するこ
とはなかった。
とはなかった。
（実施例４）
実施例１と同じ装置を用い、電解液１１としてｌ、５ｗ
ｔ％ホルマリンを含む２モル／ｌの硝酸溶液を電解液室
に満たし、気室に空気を供給し、電流密度２０ｍＡ／ｃ
ｍで定電流電解を行ったところ、反応開始後８時間でホ
ルマリンは１０Ｉ’ＰＭ以下となった。
ｔ％ホルマリンを含む２モル／ｌの硝酸溶液を電解液室
に満たし、気室に空気を供給し、電流密度２０ｍＡ／ｃ
ｍで定電流電解を行ったところ、反応開始後８時間でホ
ルマリンは１０Ｉ’ＰＭ以下となった。
陰極では酸素が還元され電解液中には水素が発生するこ
とはなかった。
とはなかった。
（従来例）
従来の電解装置は第３図に示すように板状の白金陰極１
２とチタンに白金メツキした陽極１３から成る構造であ
る。
２とチタンに白金メツキした陽極１３から成る構造であ
る。
電解液としてヒドラジンを０．５ｗｔ％含む１モル／ｌ
の硫酸溶液を電解槽１４に満たし、電解電圧１．８Ｖで
電解したが、陽極でヒドラジンは分解して窒素と水にな
ったが、陰極では水素が発生した。
の硫酸溶液を電解槽１４に満たし、電解電圧１．８Ｖで
電解したが、陽極でヒドラジンは分解して窒素と水にな
ったが、陰極では水素が発生した。
前記実施例で用いた電解装置の電解槽をｌｆＩ層すれば
処理能力の増大が可能であることは言うまでもない。ま
た、本陰極は酸素還元能力が十分大きいため、陽極に比
べ１７１０以下にすることもできる。
処理能力の増大が可能であることは言うまでもない。ま
た、本陰極は酸素還元能力が十分大きいため、陽極に比
べ１７１０以下にすることもできる。
また、実施例２で共存する硫酸第二鉄が還元せずにヒド
ラジンを酸化分解できることはプルトニウムの再処理工
程等に利用可能であると考えられる。
ラジンを酸化分解できることはプルトニウムの再処理工
程等に利用可能であると考えられる。
さらに電解装置を第２図に示す如く、電解液室２の両側
に陰極としてガス拡散電極５を設け、中央部に多孔質陽
極１５を設けるようにしてもよいものである。
に陰極としてガス拡散電極５を設け、中央部に多孔質陽
極１５を設けるようにしてもよいものである。
（発明の効果）
以上、説明したように従来法では陰極で発生した水素が
陽極で酸化され電流効率の減少を生ずることや、酸素と
混合すると爆鳴気となる危険があることと、水素発生電
位で還元されてしまうイオン等を含む電解液では隔膜等
で陽極室と陰極室を分離しなければならないという欠点
をガス拡散電極を陰極に用い、該陰極のガス拡散層側よ
り酸素または空気を供給することで一挙に解決すること
ができ、極めて効果大なるものと言える。
陽極で酸化され電流効率の減少を生ずることや、酸素と
混合すると爆鳴気となる危険があることと、水素発生電
位で還元されてしまうイオン等を含む電解液では隔膜等
で陽極室と陰極室を分離しなければならないという欠点
をガス拡散電極を陰極に用い、該陰極のガス拡散層側よ
り酸素または空気を供給することで一挙に解決すること
ができ、極めて効果大なるものと言える。
第１図ａ、ｂは本発明の電解方法を示す図で、ａ図は正
面図、ｂ図はａ図のＡ−Ａ線矢視側断面図、第２図は本
発明の電解方法の他の例を示す図、第３図は従来の電解
方法を示す図である。
面図、ｂ図はａ図のＡ−Ａ線矢視側断面図、第２図は本
発明の電解方法の他の例を示す図、第３図は従来の電解
方法を示す図である。
Claims (1)
- （１）水溶液中のヒドラジン、ホルマリン等の陽極反応
で分解できる物質を電解酸化分解する方法において、陰
極を触媒が担持された親水部と疎水性細孔から成る疎水
部を有する反応層と疎水性細孔から成るガス拡散層を接
合したガス拡散電極とし、該ガス拡散電極のガス拡散層
側に設けられた気室側から酸素または空気を供給しなが
ら電解し、陰極から水素を発生させずに水溶液中の該陽
極反応で分解できる物質を電解酸化分解することを特徴
とする電解方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20652689A JPH0368492A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 電解方法 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP20652689A JPH0368492A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 電解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368492A true JPH0368492A (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16524824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20652689A Pending JPH0368492A (ja) | 1989-07-24 | 1989-08-09 | 電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0368492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003251358A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-09 | Kurita Water Ind Ltd | 遊離塩素の除去方法及び装置 |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP20652689A patent/JPH0368492A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003251358A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-09 | Kurita Water Ind Ltd | 遊離塩素の除去方法及び装置 |
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