JPH0570983A - 塩化アルカリ水溶液の電解方法 - Google Patents
塩化アルカリ水溶液の電解方法Info
- Publication number
- JPH0570983A JPH0570983A JP26715991A JP26715991A JPH0570983A JP H0570983 A JPH0570983 A JP H0570983A JP 26715991 A JP26715991 A JP 26715991A JP 26715991 A JP26715991 A JP 26715991A JP H0570983 A JPH0570983 A JP H0570983A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolysis
- exchange membrane
- cation exchange
- alkali chloride
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】含フッ素陽イオン交換膜を用いた塩化アルカリ
水溶液の電解により、長期にわたって高電流効率、低電
解電圧にて水酸化アルカリを製造する。 【構成】陰極側にカルボン酸基を有し、陽極側にスルホ
ン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽
イオン交換膜で、陽極、陰極間を区画した電解槽の陽極
室に供給する原料の塩化アルカリ水溶液中に溶存するチ
タン濃度を１．０ｐｐｍ以下に保持して電解し、陰極室
に水酸化アルカリを製造する。
水溶液の電解により、長期にわたって高電流効率、低電
解電圧にて水酸化アルカリを製造する。 【構成】陰極側にカルボン酸基を有し、陽極側にスルホ
ン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽
イオン交換膜で、陽極、陰極間を区画した電解槽の陽極
室に供給する原料の塩化アルカリ水溶液中に溶存するチ
タン濃度を１．０ｐｐｍ以下に保持して電解し、陰極室
に水酸化アルカリを製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は含フッ素陽イオン交換膜
を用いて塩化アルカリ水溶液を電解する方法に関するも
のである。
を用いて塩化アルカリ水溶液を電解する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】塩化アルカリ水溶液を電解して水酸化ア
ルカリと塩素を製造する方法として、フッ素樹脂陽イオ
ン交換膜を隔膜とするイオン交換膜法は、従来の水銀
法、アスベスト隔膜法に比して、公害防止及び省エネル
ギーの視点から有利であり、また塩化ナトリウム含量の
極めて低い高品質苛性ソーダを製造できることから、近
年注目されている。かかるイオン交換膜法において使用
されるフッ素樹脂陽イオン交換膜としては、スルホン酸
型膜に比して、カルボン酸型膜が高濃度苛性ソーダを高
い電流効率で製造可能なために有利であるとされてい
る。
ルカリと塩素を製造する方法として、フッ素樹脂陽イオ
ン交換膜を隔膜とするイオン交換膜法は、従来の水銀
法、アスベスト隔膜法に比して、公害防止及び省エネル
ギーの視点から有利であり、また塩化ナトリウム含量の
極めて低い高品質苛性ソーダを製造できることから、近
年注目されている。かかるイオン交換膜法において使用
されるフッ素樹脂陽イオン交換膜としては、スルホン酸
型膜に比して、カルボン酸型膜が高濃度苛性ソーダを高
い電流効率で製造可能なために有利であるとされてい
る。
【０００３】一方、これらの陽イオン交換膜を用いて長
期間にわたり高い電流効率及び低い電解電圧を維持せし
める為には、供給塩化アルカリ水溶液中のカルシウム及
びマグネシウムをキレート樹脂を用いて除去し、低い濃
度に保つことが重要であることは公知である。（特開昭
５１−８６１００号公報、同５４−７５４９７号公報）
期間にわたり高い電流効率及び低い電解電圧を維持せし
める為には、供給塩化アルカリ水溶液中のカルシウム及
びマグネシウムをキレート樹脂を用いて除去し、低い濃
度に保つことが重要であることは公知である。（特開昭
５１−８６１００号公報、同５４−７５４９７号公報）
【０００４】しかしながら、本発明者によると、上記の
ようなカルシウム及びマグネシウム濃度の小さい塩化ア
ルカリ水溶液を使用し、陽イオン交換膜を使用して電解
する場合も長期間にわたって電解した場合なお電流効率
の低下や電解電圧の上昇が起こることが判明した。これ
は特に塩化アルカリ水溶液中に酸を添加して陽極液のｐ
Ｈを低下させることにより、陽極にて発生する塩素中の
酸素の量を低下させ、塩素の純度を向上させる場合に起
ることが見い出された。
ようなカルシウム及びマグネシウム濃度の小さい塩化ア
ルカリ水溶液を使用し、陽イオン交換膜を使用して電解
する場合も長期間にわたって電解した場合なお電流効率
の低下や電解電圧の上昇が起こることが判明した。これ
は特に塩化アルカリ水溶液中に酸を添加して陽極液のｐ
Ｈを低下させることにより、陽極にて発生する塩素中の
酸素の量を低下させ、塩素の純度を向上させる場合に起
ることが見い出された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記塩化
アルカリ水溶液の電解中に生ずる電流効率の低下や電解
電圧の上昇の原因を探査研究し、これらを招くことのな
い、即ち、電解中に電解エネルギーの増大を招くことの
ない塩化アルカリ水溶液の電解方法を提供することを目
的とする。
アルカリ水溶液の電解中に生ずる電流効率の低下や電解
電圧の上昇の原因を探査研究し、これらを招くことのな
い、即ち、電解中に電解エネルギーの増大を招くことの
ない塩化アルカリ水溶液の電解方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者の研究による
と、上記電解中に生じる電流効率の低下及び電解電圧の
上昇は、塩化アルカリ水溶液中に含有される溶存チタン
に起因することが判明した。特に塩化アルカリ水溶液に
塩酸などを添加した場合には、酸に含まれるチタンイオ
ンがその原因となり、電流効率の低下及び電解電圧の上
昇など著しい悪影響をもたらすことが判明した。
と、上記電解中に生じる電流効率の低下及び電解電圧の
上昇は、塩化アルカリ水溶液中に含有される溶存チタン
に起因することが判明した。特に塩化アルカリ水溶液に
塩酸などを添加した場合には、酸に含まれるチタンイオ
ンがその原因となり、電流効率の低下及び電解電圧の上
昇など著しい悪影響をもたらすことが判明した。
【０００７】そして、本発明の試験によると、塩化アル
カリ水溶液中の溶存チタン濃度は、いずれの源より混入
する場合も１．０ｐｐｍ以下に保持することが必要なこ
とが判明した。塩化アルカリ水溶液中のチタン濃度が
１．０ｐｐｍを越した場合、どのようなメカニズムで電
流効率の低下及び電解電圧の上昇を生起するかは必ずし
も明らかではなく、また、これにより本発明の範囲を制
限するものではないが、ほぼ次のように推測される。塩
化アルカリ水溶液中に含有される溶存チタンが、陽イオ
ン交換膜の陽極側表面にて陰極室より漏洩してきた水酸
基と反応し、チタンの水酸化物となり、膜の陽極側表面
に沈着し、電解電圧が上昇し、電流効率が低下するもの
と考えられる。
カリ水溶液中の溶存チタン濃度は、いずれの源より混入
する場合も１．０ｐｐｍ以下に保持することが必要なこ
とが判明した。塩化アルカリ水溶液中のチタン濃度が
１．０ｐｐｍを越した場合、どのようなメカニズムで電
流効率の低下及び電解電圧の上昇を生起するかは必ずし
も明らかではなく、また、これにより本発明の範囲を制
限するものではないが、ほぼ次のように推測される。塩
化アルカリ水溶液中に含有される溶存チタンが、陽イオ
ン交換膜の陽極側表面にて陰極室より漏洩してきた水酸
基と反応し、チタンの水酸化物となり、膜の陽極側表面
に沈着し、電解電圧が上昇し、電流効率が低下するもの
と考えられる。
【０００８】以下、本発明について詳述すると、本発明
でいう含フッ素陽イオン交換膜とは、膜の全部又は少な
くとも陰極に対向する面がパーフルオロカルボン酸重合
体からなる膜を意味する。陰極側にパーフルオロカルボ
ン酸基を有する膜は、高濃度水酸化アルカリを高電流効
率で取得できるが、同時にかかる陽イオン交換膜は塩化
アルカリ水溶液中の溶存チタン濃度の影響を大きく受け
ることが判明した。
でいう含フッ素陽イオン交換膜とは、膜の全部又は少な
くとも陰極に対向する面がパーフルオロカルボン酸重合
体からなる膜を意味する。陰極側にパーフルオロカルボ
ン酸基を有する膜は、高濃度水酸化アルカリを高電流効
率で取得できるが、同時にかかる陽イオン交換膜は塩化
アルカリ水溶液中の溶存チタン濃度の影響を大きく受け
ることが判明した。
【０００９】低抵抗、高電流効率で水酸化アルカリを取
得し、かつ実用上大きな膜強度を賦与する為に、陰極側
重合体に比べてイオン交換容量の大きいパーフルオロカ
ルボン酸重合体、または含水率のより高いパーフルオロ
スルホン酸重合体、更には含フッ素重合体からなる多孔
体を陽極側に用いた所謂非対称構造を採ることができ、
また布、耐蝕性フッ素樹脂からなるミクロフィブリル又
は不織布等で補強することもできる。
得し、かつ実用上大きな膜強度を賦与する為に、陰極側
重合体に比べてイオン交換容量の大きいパーフルオロカ
ルボン酸重合体、または含水率のより高いパーフルオロ
スルホン酸重合体、更には含フッ素重合体からなる多孔
体を陽極側に用いた所謂非対称構造を採ることができ、
また布、耐蝕性フッ素樹脂からなるミクロフィブリル又
は不織布等で補強することもできる。
【００１０】本発明において、カルボン酸型パーフルオ
ロカーボン重合体及びスルホン酸型パーフルオロカーボ
ン重合体としては、従来より公知のものが特に限定され
ることなく種々使用され得る。好適な実施態様において
は、以下の（イ）、（ロ）の構造からなる重合体の使用
が好ましい。
ロカーボン重合体及びスルホン酸型パーフルオロカーボ
ン重合体としては、従来より公知のものが特に限定され
ることなく種々使用され得る。好適な実施態様において
は、以下の（イ）、（ロ）の構造からなる重合体の使用
が好ましい。
【００１１】 （イ） -(-CF2-CFX-)- 、（ロ） -(-CF2-CXY-)- ここで、X は F 又は -CF2 、好ましくは F であり、
Y は次のものから選ばれる。-(-CF2-)xA 、-O-(-CF2-)x
A 、-(-O-CF2-CFZ-)y A 、-CF2-O-(-CF2-)xA 、-O-(-C
F2-CFRf-O-)y -(-CF2-)x A 、-(-O-CF2-CFZ-)x-(-O-CF
2-CFRf-)y A 、-CF2-(-O-CF2-CFZ-)x-(-O-CF2-CFRf-)y
A 、-O-CFZ-(-CF-O-CF2-)x-(-CF2-)y-(-CF2-O-CFRf-)zA
Y は次のものから選ばれる。-(-CF2-)xA 、-O-(-CF2-)x
A 、-(-O-CF2-CFZ-)y A 、-CF2-O-(-CF2-)xA 、-O-(-C
F2-CFRf-O-)y -(-CF2-)x A 、-(-O-CF2-CFZ-)x-(-O-CF
2-CFRf-)y A 、-CF2-(-O-CF2-CFZ-)x-(-O-CF2-CFRf-)y
A 、-O-CFZ-(-CF-O-CF2-)x-(-CF2-)y-(-CF2-O-CFRf-)zA
【００１２】ｘ、ｙ、ｚは、ともに０〜１０であり、Ｚ
及びＲf は-F 又は炭素数１〜１０のパーフルオロアル
キル基から選ばれる。またＡは -SO3M 、-COOM 又は加
水分解によりこれらの基に転化しうる -SO3F 、-CN 、
-COF 又は-COOR であり、Ｍは水素又はアルカリ金属、
Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。
及びＲf は-F 又は炭素数１〜１０のパーフルオロアル
キル基から選ばれる。またＡは -SO3M 、-COOM 又は加
水分解によりこれらの基に転化しうる -SO3F 、-CN 、
-COF 又は-COOR であり、Ｍは水素又はアルカリ金属、
Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。
【００１３】本発明に使用する膜は、その全体の厚さ６
０〜３５０ミクロン、好ましくは１００〜３００ミクロ
ンのものが採用される。更に、本発明の膜は、その表面
を粗面化したりあるいは金属酸化物粒子からなる電極活
性を有しない多孔質薄層など表面にガスの付着を防止す
るガス開放層を膜表面に形成することなども可能であ
る。
０〜３５０ミクロン、好ましくは１００〜３００ミクロ
ンのものが採用される。更に、本発明の膜は、その表面
を粗面化したりあるいは金属酸化物粒子からなる電極活
性を有しない多孔質薄層など表面にガスの付着を防止す
るガス開放層を膜表面に形成することなども可能であ
る。
【００１４】本発明で使用される含フッ素陽イオン交換
膜は、従来公知の種々の方法にて製膜される。例えば、
陽イオン交換基含有パーフルオロカーボン重合体の水性
ディスパージョンや有機溶液、有機ディスパージョンな
どを使用し、かかる有機溶液や有機ディスパージョンな
どからキャスト法などで製膜することができる。
膜は、従来公知の種々の方法にて製膜される。例えば、
陽イオン交換基含有パーフルオロカーボン重合体の水性
ディスパージョンや有機溶液、有機ディスパージョンな
どを使用し、かかる有機溶液や有機ディスパージョンな
どからキャスト法などで製膜することができる。
【００１５】勿論、イオン交換基含有パーフルオロカー
ボン重合体を加熱溶融成形により製膜することもでき
る。加熱溶融成形による製膜の際に、原料重合体はその
有するイオン交換基の分解を招かないような適宜のイオ
ン交換基の形態、例えばカルボン酸基のときは酸または
エステル型で行なうのが好ましく、またスルホン酸基の
ときは -SO2F型で行なうのが好ましい。さらには、原料
重合体を予め加熱溶融成形してペレット化し、それを押
出成形やプレス成形などにより製膜することもできる。
ボン重合体を加熱溶融成形により製膜することもでき
る。加熱溶融成形による製膜の際に、原料重合体はその
有するイオン交換基の分解を招かないような適宜のイオ
ン交換基の形態、例えばカルボン酸基のときは酸または
エステル型で行なうのが好ましく、またスルホン酸基の
ときは -SO2F型で行なうのが好ましい。さらには、原料
重合体を予め加熱溶融成形してペレット化し、それを押
出成形やプレス成形などにより製膜することもできる。
【００１６】本発明では、複層陽イオン交換膜も使用で
きるが、かかる複層膜は、通常は、カルボン酸膜主体
層、スルホン酸膜表面層、カルボン酸膜表面層、及び必
要に応じ共存膜層やカルボン酸膜中間層を、夫々別々に
所定のフィルム状に製膜し、これら各層を積層一体化す
ることによって製造され得る。各層を積層一体化する方
法としては、平板プレス、ロールプレス等が挙げられ
る。積層プレス温度は６０〜２８０℃、圧力は平板プレ
スで０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ2 、ロールプレスで０．
１〜１００ｋｇ／ｃｍ2 にて行なわれる。
きるが、かかる複層膜は、通常は、カルボン酸膜主体
層、スルホン酸膜表面層、カルボン酸膜表面層、及び必
要に応じ共存膜層やカルボン酸膜中間層を、夫々別々に
所定のフィルム状に製膜し、これら各層を積層一体化す
ることによって製造され得る。各層を積層一体化する方
法としては、平板プレス、ロールプレス等が挙げられ
る。積層プレス温度は６０〜２８０℃、圧力は平板プレ
スで０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ2 、ロールプレスで０．
１〜１００ｋｇ／ｃｍ2 にて行なわれる。
【００１７】本発明の電解ではいずれの形式の電極も使
用される。例えば、多孔板、網又はエキスパンデッドメ
タルなどの空隙性電極が使用される。陽極としては、通
常白金族金属、その導電性酸化物又はその導電性還元酸
化物等が使用され、一方陰極としては白金族金属、その
導電性酸化物又は鉄族金属等が使用される。
用される。例えば、多孔板、網又はエキスパンデッドメ
タルなどの空隙性電極が使用される。陽極としては、通
常白金族金属、その導電性酸化物又はその導電性還元酸
化物等が使用され、一方陰極としては白金族金属、その
導電性酸化物又は鉄族金属等が使用される。
【００１８】電極を配置する場合、電極は含フッ素陽イ
オン交換膜に接触して配置しても、また適宜の間隔をお
いて配置してもよい。電極はむしろイオン交換膜面に強
固に押圧するよりも、電極はイオン交換膜面に例えば０
〜２．０ｋｇ／ｃｍ2 にて好ましくは緩やかに押接され
る。
オン交換膜に接触して配置しても、また適宜の間隔をお
いて配置してもよい。電極はむしろイオン交換膜面に強
固に押圧するよりも、電極はイオン交換膜面に例えば０
〜２．０ｋｇ／ｃｍ2 にて好ましくは緩やかに押接され
る。
【００１９】本発明の電解に使用される電解槽は、単極
型でも複極型でもよい。また電解槽を構成する材料は、
例えば塩化アルカリ水溶液の電解の場合には陽極室の場
合には、塩化アルカリ水溶液及び塩素に耐性のあるも
の、例えば弁金属、チタンが使用され、陰極室の場合に
は水酸化アルカリ及び水素に耐性がある鉄、ステンレス
又はニッケルなどが使用される。
型でも複極型でもよい。また電解槽を構成する材料は、
例えば塩化アルカリ水溶液の電解の場合には陽極室の場
合には、塩化アルカリ水溶液及び塩素に耐性のあるも
の、例えば弁金属、チタンが使用され、陰極室の場合に
は水酸化アルカリ及び水素に耐性がある鉄、ステンレス
又はニッケルなどが使用される。
【００２０】本発明において塩化アルカリ水溶液の電解
を行なうプロセス条件としては、既知の条件が採用され
る。例えば陽極室には濃度が好ましくは１３〜２５重量
％、特には１７〜２０重量％、ｐＨが好ましくは１〜
８、特には２〜４の塩化アルカリ水溶液を供給し、陰極
室には水又は稀釈水酸化アルカリを供給し、好ましくは
８０〜１２０℃、電流密度１０〜１００Ａ／ｄｍ2 で電
解される。
を行なうプロセス条件としては、既知の条件が採用され
る。例えば陽極室には濃度が好ましくは１３〜２５重量
％、特には１７〜２０重量％、ｐＨが好ましくは１〜
８、特には２〜４の塩化アルカリ水溶液を供給し、陰極
室には水又は稀釈水酸化アルカリを供給し、好ましくは
８０〜１２０℃、電流密度１０〜１００Ａ／ｄｍ2 で電
解される。
【００２１】かかる場合、塩化アルカリ水溶液中の溶存
カルシウム及びマグネシウムなどの重金属イオンは、イ
オン交換膜の劣化を招くので、いずれも好ましくは、
０．５ｐｐｍ以下で可及的に小さくせしめるのが好まし
い。また、陽極における酸素の発生を極力防止し、また
陽極側にカルボン酸基を有する陽イオン交換膜を使用し
た場合にはカルボン酸基を十分に解離させるために塩酸
などの酸を塩化アルカリ水溶液に添加することができ
る。
カルシウム及びマグネシウムなどの重金属イオンは、イ
オン交換膜の劣化を招くので、いずれも好ましくは、
０．５ｐｐｍ以下で可及的に小さくせしめるのが好まし
い。また、陽極における酸素の発生を極力防止し、また
陽極側にカルボン酸基を有する陽イオン交換膜を使用し
た場合にはカルボン酸基を十分に解離させるために塩酸
などの酸を塩化アルカリ水溶液に添加することができ
る。
【００２２】そして、本発明では上記したように塩化ア
ルカリ水溶液中の溶存チタン濃度を１．０ｐｐｍ以下好
ましくは０．５ｐｐｍ以下特には０．１ｐｐｍ以下に保
持することが必要である。
ルカリ水溶液中の溶存チタン濃度を１．０ｐｐｍ以下好
ましくは０．５ｐｐｍ以下特には０．１ｐｐｍ以下に保
持することが必要である。
【００２３】本発明で塩化アルカリ水溶液中における溶
存チタン濃度を上記範囲に制御するには種々の方法が採
用できるが、例えば、活性炭による吸着法及び陰イオン
交換樹脂法が挙げられるが、なかでも、活性炭吸着法が
好ましい。
存チタン濃度を上記範囲に制御するには種々の方法が採
用できるが、例えば、活性炭による吸着法及び陰イオン
交換樹脂法が挙げられるが、なかでも、活性炭吸着法が
好ましい。
【００２４】以下に本発明について実施例を挙げるが、
本発明はかかる実施例のみに限定されるものでないこと
はもちろんである。
本発明はかかる実施例のみに限定されるものでないこと
はもちろんである。
【００２５】
実施例１ テトラフルオロエチレンと CF2=CFO(CF2)3COOCH3を重合
せしめ、イオン交換容量１．４４ｍｅｑ／ｇ及び１．２
５ｍｅｑ／ｇである共重合体を得た。前者の共重合体を
Ａ、後者の共重合体をＢとする。共重合体Ａを押出成型
し、厚さ２００μｍのフィルムを得た。該フィルムをＡ
−１とする。共重合体Ｂを押出成型し、厚さ２０μｍの
フィルムを得た。該フィルムをＢ−１とする。フィルム
Ａ−１とフィルムＢ−１を熱ロールプレスにより積層
し、複合膜を得た。
せしめ、イオン交換容量１．４４ｍｅｑ／ｇ及び１．２
５ｍｅｑ／ｇである共重合体を得た。前者の共重合体を
Ａ、後者の共重合体をＢとする。共重合体Ａを押出成型
し、厚さ２００μｍのフィルムを得た。該フィルムをＡ
−１とする。共重合体Ｂを押出成型し、厚さ２０μｍの
フィルムを得た。該フィルムをＢ−１とする。フィルム
Ａ−１とフィルムＢ−１を熱ロールプレスにより積層
し、複合膜を得た。
【００２６】一方、粒径１μｍの酸化ジルコニウム粉末
１０部、メチルセルロース（２％水溶液の粘度１５００
センチポイズ）０．４部、水１９部、シクロヘキサノー
ル２部およびシクロヘキサノン１部を含む混合物を混練
してペーストを得た。該ペーーストをメッシ数２００、
厚さ７５μｍのテトロン製スクリーン、その下に厚さ３
０μｍのスクリーンマスクを施した印刷板及びポリウレ
タンスキージを用いて、前記積層して作成したイオン交
換膜のＡ−１フィルム側の面にスクリーン印刷した。膜
面に得られた付着層を空気中で乾燥した。
１０部、メチルセルロース（２％水溶液の粘度１５００
センチポイズ）０．４部、水１９部、シクロヘキサノー
ル２部およびシクロヘキサノン１部を含む混合物を混練
してペーストを得た。該ペーーストをメッシ数２００、
厚さ７５μｍのテトロン製スクリーン、その下に厚さ３
０μｍのスクリーンマスクを施した印刷板及びポリウレ
タンスキージを用いて、前記積層して作成したイオン交
換膜のＡ−１フィルム側の面にスクリーン印刷した。膜
面に得られた付着層を空気中で乾燥した。
【００２７】一方、かくして得られた多孔質層を有する
膜面の他方の面に同様にして、平均粒径０．３μｍのβ
−炭化ケイ素粒子を付着させた。しかる後、温度１４０
℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で各膜面の粒子層をイ
オン交換膜面に圧着することにより、膜の陽極側面及び
陰極側面には、酸化ジルコニウム粒子及び炭化ケイ素粒
子が、それぞれ膜面１ｃｍ2 当りそれぞれ１．０ｍｇ、
１．０ｍｇ付着したイオン交換膜を作成した。
膜面の他方の面に同様にして、平均粒径０．３μｍのβ
−炭化ケイ素粒子を付着させた。しかる後、温度１４０
℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で各膜面の粒子層をイ
オン交換膜面に圧着することにより、膜の陽極側面及び
陰極側面には、酸化ジルコニウム粒子及び炭化ケイ素粒
子が、それぞれ膜面１ｃｍ2 当りそれぞれ１．０ｍｇ、
１．０ｍｇ付着したイオン交換膜を作成した。
【００２８】該膜を２５重量％水酸化ナトリウム水溶液
で７０℃、１６時間加水分解を行ない、Na型のイオン交
換膜とした。
で７０℃、１６時間加水分解を行ない、Na型のイオン交
換膜とした。
【００２９】かくして得られた膜のＡ−１層の側に、チ
タンのパンチドメタル（短径２ｍｍ、長径５ｍｍ）に酸
化ルテニウムと、酸化イリジウムと酸化チタンとの固溶
体を被覆した低い塩素過電圧を有する陽極を配置し、ま
た膜のＢ−１層側には SUS 304 製パンチドメタル（短
径２ｍｍ、長径５ｍｍ）にルテニウム入りラネーニッケ
ル（ルテニウム５％、ニッケル５０％、アルミニウム４
５％）を電着して、低い水素過電圧を有するようにした
陰極を配置し、両電極間を０．５ｍｍに保持した電解槽
を構成した。
タンのパンチドメタル（短径２ｍｍ、長径５ｍｍ）に酸
化ルテニウムと、酸化イリジウムと酸化チタンとの固溶
体を被覆した低い塩素過電圧を有する陽極を配置し、ま
た膜のＢ−１層側には SUS 304 製パンチドメタル（短
径２ｍｍ、長径５ｍｍ）にルテニウム入りラネーニッケ
ル（ルテニウム５％、ニッケル５０％、アルミニウム４
５％）を電着して、低い水素過電圧を有するようにした
陰極を配置し、両電極間を０．５ｍｍに保持した電解槽
を構成した。
【００３０】該電解槽の陽極室に塩化ナトリウム水溶液
を、陰極室に水を供給しつつ、陽極室の塩化ナトリウム
濃度を１８重量％、ｐＨ２に、また陰極室の水酸化ナト
リウム濃度を３５重量％に保ちつつ、９０℃、３０Ａ／
ｄｍ2 の条件で電解を行なった。有効膜面積は０．２５
ｄｍ2 であった。５日間電解を行ない、初期電流効率が
９６±０．３％であることを確認した後、チタンを含
み、かつＣａ及びＭｇ濃度がともに１０ｐｐｂ以下であ
る塩水（NaCl 濃度、ｐＨは同じ）に切り替えて電解を
行なった。
を、陰極室に水を供給しつつ、陽極室の塩化ナトリウム
濃度を１８重量％、ｐＨ２に、また陰極室の水酸化ナト
リウム濃度を３５重量％に保ちつつ、９０℃、３０Ａ／
ｄｍ2 の条件で電解を行なった。有効膜面積は０．２５
ｄｍ2 であった。５日間電解を行ない、初期電流効率が
９６±０．３％であることを確認した後、チタンを含
み、かつＣａ及びＭｇ濃度がともに１０ｐｐｂ以下であ
る塩水（NaCl 濃度、ｐＨは同じ）に切り替えて電解を
行なった。
【００３１】塩水中の溶存チタン濃度をコントロールす
る為、チタンを塩水に溶解させて所望の濃度に調整し
た。その際陽極室へ供給する塩化ナトリウム水溶液中の
チタンの濃度（ｐｐｍ）を０、０．１、０．５、１．
０、１０及び５０の６つの異なったレベルに保った。こ
の結果、各条件での電解性能は以下の表１の通りとなっ
た。
る為、チタンを塩水に溶解させて所望の濃度に調整し
た。その際陽極室へ供給する塩化ナトリウム水溶液中の
チタンの濃度（ｐｐｍ）を０、０．１、０．５、１．
０、１０及び５０の６つの異なったレベルに保った。こ
の結果、各条件での電解性能は以下の表１の通りとなっ
た。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１より溶存チタン濃度を１ｐｐｍ以下に
保つと電流効率が低下せず、かつ槽電圧が上昇しないこ
とが判った。
保つと電流効率が低下せず、かつ槽電圧が上昇しないこ
とが判った。
【００３４】実施例２ テトラフルオロエチレンと CF2=CFCOF2CF(CF3)O(CF2)2C
DDCH3 の触媒重合により、イオン交換容量０．９０ｍｅ
ｑ／ｇである共重合体Ａを得た。テトラフルオロエチレ
ンと CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F の触媒重合によ
り、イオン交換容量０．９１ｍｅｑ／ｇである共重合体
Ｂを得た。ポリマーＡとポリマーＢを夫々押出成型し、
Ａポリマーからなる５０μｍのフィルムとＢポリマーか
らなる２００μｍのフィルムを得た。
DDCH3 の触媒重合により、イオン交換容量０．９０ｍｅ
ｑ／ｇである共重合体Ａを得た。テトラフルオロエチレ
ンと CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F の触媒重合によ
り、イオン交換容量０．９１ｍｅｑ／ｇである共重合体
Ｂを得た。ポリマーＡとポリマーＢを夫々押出成型し、
Ａポリマーからなる５０μｍのフィルムとＢポリマーか
らなる２００μｍのフィルムを得た。
【００３５】両フィルムをエンボスロールを用いて積層
し、両表面に微細な凹凸のある複合膜を得た。該膜をジ
メチルスルホキシド−KOH 混合水溶液で、９０℃、２０
分間加水分解を行ないイオン交換膜とした。実施例１と
同様な方法で積層膜のＡポリマー側を陰極に対向せしめ
て実施例１と同条件にて塩化ナトリウムの電解を行なっ
た。有効膜面積は０．２５ｄｍ2 であった。５日間電解
を行ない、初期電流効率が９５．７±０．３％であるこ
とを確認した後、チタンを含み、かつＣａ及びＭｇ濃度
がともに１０ｐｐｂ以下である塩水に切り替えて電解を
行なった。
し、両表面に微細な凹凸のある複合膜を得た。該膜をジ
メチルスルホキシド−KOH 混合水溶液で、９０℃、２０
分間加水分解を行ないイオン交換膜とした。実施例１と
同様な方法で積層膜のＡポリマー側を陰極に対向せしめ
て実施例１と同条件にて塩化ナトリウムの電解を行なっ
た。有効膜面積は０．２５ｄｍ2 であった。５日間電解
を行ない、初期電流効率が９５．７±０．３％であるこ
とを確認した後、チタンを含み、かつＣａ及びＭｇ濃度
がともに１０ｐｐｂ以下である塩水に切り替えて電解を
行なった。
【００３６】塩水中の溶存チタン濃度をコントロールす
る為、チタンを塩水に溶解させて所望の濃度に調整し
た。その際、陽極室へ供給する塩化ナトリウム水溶液中
のチタンの濃度（ｐｐｍ）を０、０．５、１．０及び１
０の４つの異なったレベルに保った。この結果、各条件
での電解性能は以下の表２の通りとなった。
る為、チタンを塩水に溶解させて所望の濃度に調整し
た。その際、陽極室へ供給する塩化ナトリウム水溶液中
のチタンの濃度（ｐｐｍ）を０、０．５、１．０及び１
０の４つの異なったレベルに保った。この結果、各条件
での電解性能は以下の表２の通りとなった。
【００３７】
【表２】
【００３８】表２より溶存チタン濃度を１．０ｐｐｍ以
下に保つと電流効率が低下せず、かつ槽電圧が上昇しな
いことが判った。
下に保つと電流効率が低下せず、かつ槽電圧が上昇しな
いことが判った。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば長期にわたって高電流効
率、低電解電圧にて塩化アルカリ水溶液を電解でき、水
酸化アルカリが効率的に製造できる。
率、低電解電圧にて塩化アルカリ水溶液を電解でき、水
酸化アルカリが効率的に製造できる。
Claims (7)
- 【請求項１】含フッ素陽イオン交換膜を用いて、塩化ア
ルカリ水溶液を電解して水酸化アルカリを製造するにあ
たり、塩化アルカリ水溶液中の溶存チタン濃度を１．０
ｐｐｍ以下に保持することを特徴とする塩化アルカリ水
溶液の電解方法。 - 【請求項２】塩化アルカリ水溶液が濃度１３〜２５重量
％、ｐＨ１〜８を有する請求項１の電解方法。 - 【請求項３】水酸化アルカリが濃度２０〜５０重量％で
ある請求項１又は２の電解方法。 - 【請求項４】含フッ素陽イオン交換膜が、イオン交換基
としてカルボン酸基を有するパーフルオロカーボン重合
体からなる請求項１、２又は３の電解方法。 - 【請求項５】含フッ素陽イオン交換膜が、陽極に面する
側のイオン交換容量が陰極に面する側のイオン交換容量
よりも大きなパーフルオロカーボン重合体からなる請求
項１、２又は３の電解方法。 - 【請求項６】含フッ素陽イオン交換膜が、陰極に面する
側はカルボン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体
からなり、陽極に面する側はスルホン酸基を有するパー
フルオロカーボン重合体からなる非対称膜である請求項
１、２又は３の電解方法。 - 【請求項７】含フッ素陽イオン交換膜が、その表面が粗
面化されたものであるか又はその表面に金属の酸化物ま
たは炭化物粒子からなる電極活性を有しない多孔質層を
有する請求項１〜６のいずれか１の電解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26715991A JPH0570983A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26715991A JPH0570983A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570983A true JPH0570983A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17440919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26715991A Withdrawn JPH0570983A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570983A (ja) |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP26715991A patent/JPH0570983A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1147291A (en) | Ion exchange membrane type electrolytic cell | |
| EP0045603A1 (en) | Ion exchange membrane cell and electrolytic process using the same | |
| US4586992A (en) | Process for producing potassium hydroxide | |
| US4983264A (en) | Four layer cation exchange fluoropolymer membrane | |
| US4661218A (en) | Ion exchange membrane cell and electrolysis with use thereof | |
| JPH0586971B2 (ja) | ||
| EP0139133B1 (en) | Electrolytic cell for the electrolysis of an alkali metal chloride | |
| JPS621652B2 (ja) | ||
| EP0066102B1 (en) | Ion exchange membrane cell and electrolysis with use thereof | |
| JP2504135B2 (ja) | 電解用陽イオン交換膜 | |
| JPH0570983A (ja) | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 | |
| EP0189056B1 (en) | Method for restoring the current efficiency | |
| JP3112039B2 (ja) | 電解槽の再起用方法 | |
| JP2000001794A (ja) | 食塩水の電解方法 | |
| JPH0633281A (ja) | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 | |
| JPH0219848B2 (ja) | ||
| JPH02213488A (ja) | 塩化アルカリの電解方法 | |
| JPH0668033B2 (ja) | 改良された電解用陽イオン交換膜 | |
| JPS61500669A (ja) | ゼロギヤツプ電解槽 | |
| JPH0617278A (ja) | 電解槽の再起用方法 | |
| JPH01263288A (ja) | 塩化アルカリの電解方法 | |
| JP2658037B2 (ja) | 高純度水酸化カリウムの製造方法 | |
| JPS61235587A (ja) | 電解方法 | |
| JPS6040515B2 (ja) | イオン交換膜電解槽 | |
| JPS6123875B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |