JPS5844751B2 - 電極材料 - Google Patents
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- JPS5844751B2 JPS5844751B2 JP57223092A JP22309282A JPS5844751B2 JP S5844751 B2 JPS5844751 B2 JP S5844751B2 JP 57223092 A JP57223092 A JP 57223092A JP 22309282 A JP22309282 A JP 22309282A JP S5844751 B2 JPS5844751 B2 JP S5844751B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良された電極材料およびその製法に関する。
塩素とアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム
や水酸化カリウムは、電解槽中で対応するアルカリ金属
塩化物溶液の電解によって工業的に製造される。
や水酸化カリウムは、電解槽中で対応するアルカリ金属
塩化物溶液の電解によって工業的に製造される。
陽極がイオン透過性隔膜で陰極から分離されている電解
槽の1方式において塩素は反応: 2C4−→C12+2e によって陽極で発生し一方ヒドロキシルイオンは反応: 2 H20+ 2 e −+H2+ 20 H−によ
って陰極において生成する。
槽の1方式において塩素は反応: 2C4−→C12+2e によって陽極で発生し一方ヒドロキシルイオンは反応: 2 H20+ 2 e −+H2+ 20 H−によ
って陰極において生成する。
後者の反応は実際には多段反応で、水素は陰極表面に吸
収され水素分子はそれから放出される。
収され水素分子はそれから放出される。
一連の吸着と放出工程と仮定された全水素反応は塩素槽
中の陰極が水素を発生させる代りに酸素で復極されるな
らば酸素還元反応は理論上0.4 Vを生じうるので約
1.2vの節約が可能である様にアルカリ性溶液中で約
O,S Vを消費する。
中の陰極が水素を発生させる代りに酸素で復極されるな
らば酸素還元反応は理論上0.4 Vを生じうるので約
1.2vの節約が可能である様にアルカリ性溶液中で約
O,S Vを消費する。
復極剤としての酸素使用のため従来開発された陰極は接
触化層と併せ、例えばポリテトラフルオロエチレンで耐
水化され金網電流コレクタ上に圧着されたプラスチック
の微孔性分離板より成ろうすいサンドウィッチ構造を特
徴としたものである。
触化層と併せ、例えばポリテトラフルオロエチレンで耐
水化され金網電流コレクタ上に圧着されたプラスチック
の微孔性分離板より成ろうすいサンドウィッチ構造を特
徴としたものである。
従来の復極された陰極においては酸素は微孔性裏張りを
とおして触媒域中に供給される。
とおして触媒域中に供給される。
この様な陰極が使われる。
しかしこれらは種々の層の分離又は剥離および微孔性層
の流出の様な種々の欠点をもつ。
の流出の様な種々の欠点をもつ。
本発明は結合剤と電気化学的に活性な電導性触媒との混
合物で少なくも1部分覆われた基質より成り平均径が0
.3 mmより太きく2.5crIlより小さい被覆さ
れた粒子であることを特徴とする電極材料に関する。
合物で少なくも1部分覆われた基質より成り平均径が0
.3 mmより太きく2.5crIlより小さい被覆さ
れた粒子であることを特徴とする電極材料に関する。
本発明はまた電気化学的に活性な電導性触媒と結合剤の
混合流体を生威し基質上に混合流体を固化して触媒を結
合させることより成り電極材料を0.3皿より太きく2
.5cm、迄の平均径をもつ粒子で形成することを特徴
とする電極材料の製法に関する。
混合流体を生威し基質上に混合流体を固化して触媒を結
合させることより成り電極材料を0.3皿より太きく2
.5cm、迄の平均径をもつ粒子で形成することを特徴
とする電極材料の製法に関する。
本発明は更に電極の少なくも一方が疎水性物質と少なく
も1つの触媒の電導性混合物で少なくも1部被覆された
基質より成りかつ各粒子が0.3 mmより太きく2.
5CI′rL迄の平径径をもつ多数のかためられた粒子
より成ることを特徴とする電極材料で形成されている電
解槽に電解水溶液を供給し陽極陰極間に電流をとおして
電解生成物を回収することより成る陽極の入っている陽
極液室と陰極の入っている陰極液室をもつ電解槽中の水
溶液の電解法に関する。
も1つの触媒の電導性混合物で少なくも1部被覆された
基質より成りかつ各粒子が0.3 mmより太きく2.
5CI′rL迄の平径径をもつ多数のかためられた粒子
より成ることを特徴とする電極材料で形成されている電
解槽に電解水溶液を供給し陽極陰極間に電流をとおして
電解生成物を回収することより成る陽極の入っている陽
極液室と陰極の入っている陰極液室をもつ電解槽中の水
溶液の電解法に関する。
本発明はまた陽極の入っている陽極液室と陰極の入って
いる陰極液室、電解槽に電解水溶液を供給する手段、陽
極陰極間に電流をとおす手段および槽から電解生成物を
回収する手段をもつ電解槽において、陽極又は陰極の少
なくも一方が疎水性物質と少なくも1つの触媒の電導性
混合物により少なくも1部が被覆されている基質より成
りかつ各粒子がQ、 3 mmより太きく2.5cIr
tより小さい平均径をもつ多数のかためられた粒子より
成ることを特徴とする電極材料で形成されている電解槽
に関する。
いる陰極液室、電解槽に電解水溶液を供給する手段、陽
極陰極間に電流をとおす手段および槽から電解生成物を
回収する手段をもつ電解槽において、陽極又は陰極の少
なくも一方が疎水性物質と少なくも1つの触媒の電導性
混合物により少なくも1部が被覆されている基質より成
りかつ各粒子がQ、 3 mmより太きく2.5cIr
tより小さい平均径をもつ多数のかためられた粒子より
成ることを特徴とする電極材料で形成されている電解槽
に関する。
任意に槽の陽極陰極間にイオン透過性隔膜があってもよ
い。
い。
槽は任意に電極へのガスの供給手段をもっていてもよい
。
。
これらの粒子床はガス電極として便利であるとわかって
いる。
いる。
電極は陰極又は陽極として使用できる。
上に被膜をつけられる基質はその形状を保つ様な材料で
なければならない。
なければならない。
本発明の粒子製造の便利な方法として基質は350−3
75℃の温度で1時間加熱した場合実質的に変形しない
様な物質であるとよい。
75℃の温度で1時間加熱した場合実質的に変形しない
様な物質であるとよい。
基質は焼結した物質、固体物質又は小粒の凝集結合物で
もよい。
もよい。
適当な構成物質には鋼、鉄、グラファイト、ニッケル、
白金、銅および銀があるシS1 これらに限定するもの
ではない。
白金、銅および銀があるシS1 これらに限定するもの
ではない。
特にグラファイトは入手し易くまた低廉であるので好ま
しい。
しい。
基質は被膜と同一組成のものでもちがう組成のものでも
よい。
よい。
基質は電導性でも非電導性でもよい。
電導性基質は粒子に電気エネルギーを流すに抵抗が小さ
いので好ましい。
いので好ましい。
非電導性基質は少なくも1部が電導性膜で覆われており
電流通路となるので使用できる。
電流通路となるので使用できる。
しかし非電導性基質は電気的負荷が粒子をとおらず粒子
の周りの膜を流れねばならないので抵抗が大きい。
の周りの膜を流れねばならないので抵抗が大きい。
粒子の平均径は0.3 mmより太きく2.5CrrL
犬までである。
犬までである。
電極材料として使用するには一般に2.5のより小さい
粒子が好ましい。
粒子が好ましい。
これは表面積を最大としまた粒子床に高多孔性を与える
。
。
粒子を電極材料として使う場合0.7 mrrt乃至4
關の粒子径が特に好ましい。
關の粒子径が特に好ましい。
0.3 mm、より小さい粒子はつまって粒子床をとお
る液流に対し高抵抗となり易い。
る液流に対し高抵抗となり易い。
2゜5CrfLより大きい基質は電気化学反応がおこる
表面積が最少であるので好ましくない。
表面積が最少であるので好ましくない。
粒子はどんな形状のものでもよい。
不規則形粒子も便利に使用できる。
しかし球形粒子は最適な多孔性と表面積をもつ粒子床を
形成するので好ましい。
形成するので好ましい。
不規則形粒子は、つまって粒子床の多孔性を最小とし易
い。
い。
基質は粒子を使用する電解法の電解液又は生成物に対し
化学的に不活性である必要はない。
化学的に不活性である必要はない。
しかし基質が化学的に不活性であって被膜が基質を完全
に覆う必要がないならば好ましい。
に覆う必要がないならば好ましい。
基質が化学的に不活性でなければ、つける被膜は基質と
電解液又は電解生成物との反応を防ぐため完全被膜であ
る。
電解液又は電解生成物との反応を防ぐため完全被膜であ
る。
基質上の被膜は結合剤と電気化学的に活性な電導性触媒
の混合物である。
の混合物である。
結合剤は溶融、分散又は溶解により流体状にできる物質
でなければならない。
でなければならない。
結合剤は電解槽中で使う場合接触するであろうどんな電
解液又は生成物にも化学的に安定である必要がある。
解液又は生成物にも化学的に安定である必要がある。
結合剤はその使われる電気化学的槽の操作温度において
十分安定でなければならない。
十分安定でなければならない。
結合剤と混合する触媒が電導性であるので結合剤自体は
電導性の必要はない。
電導性の必要はない。
被膜は基質の構成物質によって多孔性膜でも非多孔性膜
でもよい。
でもよい。
基質が電解液に対し化学的に不活性ならば膜は多孔性膜
でよい。
でよい。
しかし基質が電解液に対し化学的に不活性でないならば
基質と電解液又は電解生成物との間におこる反応を防ぐ
ため膜は非多孔性であってはならない。
基質と電解液又は電解生成物との間におこる反応を防ぐ
ため膜は非多孔性であってはならない。
結合剤は疎水性物質が好ましい。
電極材料として使われた場合疎水性結合剤は粒子表面に
泡を発生させガスと液体を最もよく接触させる。
泡を発生させガスと液体を最もよく接触させる。
結合剤が疎水性でないと粒子表面はぬれて泡は生じない
。
。
結合剤として種々の疎水性物質が使われる。
疎水性物質はポリフルオロカーボン、例えばポリテトラ
フルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、
ポリトリフルオロエチレン、ポリビニルぶつ化物、ポリ
ビニリデンぶつ化物および共重合体でもよく、テトラフ
ルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフ
ルオロエチレン、ビニリデンぶつ化物およびビニルぶつ
化物をもつインターポリマーやターポリマーでもよい。
フルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、
ポリトリフルオロエチレン、ポリビニルぶつ化物、ポリ
ビニリデンぶつ化物および共重合体でもよく、テトラフ
ルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフ
ルオロエチレン、ビニリデンぶつ化物およびビニルぶつ
化物をもつインターポリマーやターポリマーでもよい。
特に好ましいのはポリテトラフルオロエチレンである。
粒子はまた被膜中に電気化学的に活性な電導性触媒を含
む。
む。
触媒の選択は電極材料を使う操作方式tこよる。
この操作例には酸素の還元と水素の酸化とがある。
酸素の還元に好ましい触媒はカーボンブラック、白金、
銀および活性炭素の様なものがある。
銀および活性炭素の様なものがある。
カーボンブラックはそのよい物理的性質と利用性のため
特に好ましい。
特に好ましい。
好ましいカーボンブラック触媒は触媒ダラム当り100
乃至1000m′の表面積をもつ。
乃至1000m′の表面積をもつ。
150乃至soo、i/gの表面積をもつ触媒が特に好
ましい。
ましい。
基質は結合剤と触媒混合物で1部又は全部覆われている
。
。
被覆が粒子表面を実質的に覆っているとよい。
膜は適当の厚さでよい。厚さが約1ミルであると特に好
ましい。
ましい。
これは粒子の全表面を実質的に覆いしかも粒子を覆うに
必要な触媒−結合剤を保持するlこ十分なうすい適当な
膜となる。
必要な触媒−結合剤を保持するlこ十分なうすい適当な
膜となる。
5乃至6ミル以上の厚さは触媒の実質的部分が更に触媒
や結合剤によって覆われるのでそれが反応に利用されな
い点で無、駄となる。
や結合剤によって覆われるのでそれが反応に利用されな
い点で無、駄となる。
任意に被膜は過酸化物分解触媒を含んでもよい。
本発明が期待する処であるが、過酸化物分解触媒は粒子
の外囲上および粒子の内面の両方にあってもよい。
の外囲上および粒子の内面の両方にあってもよい。
露出していない触媒は効果ないので触媒が無駄とならな
い様過酸化物分解触媒が物質の外面上にある様な粒子が
よい。
い様過酸化物分解触媒が物質の外面上にある様な粒子が
よい。
過酸化物分解触媒はこの技術分野で知られており典型的
には水素吸着性をもつ遷移金属である。
には水素吸着性をもつ遷移金属である。
好ましい過酸化物分解金属は鋼、銀、白金、金およびそ
れらの混合物である。
れらの混合物である。
銀および白金およびそれらの混合物又は化合物とカーボ
ンブラックとの混合物が特に好ましい。
ンブラックとの混合物が特に好ましい。
知られた過酸化物分解触媒の他の特に好ましい種類は(
1)アルカリ金属、アルカリ士金属および■B族金属と
(2)化合物が電気接触性又は表面接触性をもつ様な遷
移金属との化合物である。
1)アルカリ金属、アルカリ士金属および■B族金属と
(2)化合物が電気接触性又は表面接触性をもつ様な遷
移金属との化合物である。
特に好ましいのは灰チタン石である。
本発明の範囲内に電極材料として使用に適する被覆され
た粒子の製法がある。
た粒子の製法がある。
被覆された粒子は粒状基質、電気化学的に活性な電導性
触媒および結合流体を生成して製造される。
触媒および結合流体を生成して製造される。
触媒は混合流体を固化することによって基質に結合され
る。
る。
こうして結合剤と触媒で少なくも1部覆われた基質をも
つ粒子が形成される。
つ粒子が形成される。
混合流体は先づ粒状基質を触媒および結合剤と混合して
生成される。
生成される。
混合物はいくつかのうちの1つの方法によって流体にで
きる。
きる。
結合剤自体は加熱して軟化又は溶融できる。
結合剤は軟化又は溶融した後触媒および基質と混合し又
はその場で触媒および基質と混じてもよい。
はその場で触媒および基質と混じてもよい。
結合剤として適当する種々の物質の軟化点又は融点はこ
の分野の知識をもつ者に知られている。
の分野の知識をもつ者に知られている。
これらは化学参考書又は便覧で知りうるであろう。
混合流体生成の別法は結合剤、触媒および基質を液体媒
質中に分散するのである。
質中に分散するのである。
混合物の3成分と反応しない種々の液体媒質が使用でき
る。
る。
水又は混合物のどの成分の溶剤でもない他の液体物質が
特に好ましい。
特に好ましい。
3成分混合後分散液としてもよいし又は成分のいづれか
を他成分混合前後体に分散してもよい。
を他成分混合前後体に分散してもよい。
液体媒質中に3威分を適当に分散させることが重要であ
る。
る。
混合液生成の第3法は結合剤を溶媒に溶解する方法であ
る。
る。
溶解した結合剤は次に触媒および基質と混合できる。
溶媒は基質又は触媒のいづれにも溶解力をもっていては
ならない。
ならない。
結合剤は他成分混合後又は混合前に溶解される。
混合流体が生成されるとそれは基質に触媒を結合させる
ため固化される。
ため固化される。
混合物はいくつかのうちの1つの方法で固化できる。
固化方法は混合流体を初め生成するに用いた方法による
。
。
混合流体が結合剤の溶融又は軟化で生成さイ↓たならば
混合物を単に冷却して結合剤を固化できる。
混合物を単に冷却して結合剤を固化できる。
成分の1又は2以上を液体媒質に分散して混合流体を生
成したならば混合物から液体媒質を除去して固化できる
。
成したならば混合物から液体媒質を除去して固化できる
。
液体媒質は混合物を加熱し液体媒質を蒸発除去できるし
又は混合物に真空をかけて液体媒質を蒸発して除去でき
る。
又は混合物に真空をかけて液体媒質を蒸発して除去でき
る。
液体混合物生成に結合剤を溶媒に溶解する方法をとった
ならば溶媒を除去して固化できる。
ならば溶媒を除去して固化できる。
溶媒は加熱蒸発、真空除去又は溶媒と他成分との反応に
よって除去できる。
よって除去できる。
任意に、固化中被覆した粒子が互いに付着して一体とな
ることを防ぐ様に混合物を処理できる。
ることを防ぐ様に混合物を処理できる。
固化操作中粒子が互いに付着しない様攪拌が便利な方法
である。
である。
使う攪拌量および程度は最少であり、固化中単に物質を
攪拌又は振とうする丈けでできる。
攪拌又は振とうする丈けでできる。
固化中の攪拌はまた基質上の膜の均一性を助長する。
固化後任意に被覆した粒子を結合剤の軟化点近く又は軟
化点以上の温度に加熱して基質への物質の結合を助長で
きる。
化点以上の温度に加熱して基質への物質の結合を助長で
きる。
この温度に加熱すれば結合剤を軟化し触媒と更に混合さ
せ基質によりよく結合させる。
せ基質によりよく結合させる。
任意に、粒子被覆工程は何回も反復できる。
この様に被膜の量と厚さは反復操作回数による。
膜厚さは本発明には重要ではない。
任意に、基質と触媒の結合剤によるぬれを促進するため
混合流体に表面活性剤を添加できる。
混合流体に表面活性剤を添加できる。
こうして混合物のよい接触および平均した分布さえも確
保できる。
保できる。
結合させた後粒子から除去できる様な表面活性剤を使用
するとよい。
するとよい。
これは被覆された粒子を電極材料に使う場合電解液によ
って濡れないので好ましい。
って濡れないので好ましい。
上に記載したとおり粒子表面上のガス気泡発生は好まし
い。
い。
この点で表面活性剤の存在は電解液による粒子の濡れが
促進されるので泡発生を最小とするであろう。
促進されるので泡発生を最小とするであろう。
結果として好ましい表面活性剤は熱分解されて炭素残渣
丈けとなる様な非イオン性表面活性剤である。
丈けとなる様な非イオン性表面活性剤である。
この様、な表面活性剤はこの分野においてよく知られて
おり更に詳述の要はない。
おり更に詳述の要はない。
任意に、結合後粒子は洗浄して基質に結合していない触
媒を全部除去できる。
媒を全部除去できる。
水および被膜の成分の溶媒でない他の液体が適当である
。
。
便利なので水が特に好ましい。
触媒と結合剤の基質に対する重量又は容量比は基質上の
望む被覆度による。
望む被覆度による。
少量の膜を望むならば明らかに混合流体生成に少量の触
媒と結合剤を基質と混合すればよい。
媒と結合剤を基質と混合すればよい。
逆に厚い膜を望むならば触媒と結合剤の量を増す必要が
ある。
ある。
触媒量と結合剤量の比は広い範囲にわたり変えうる。
例えば触媒としてカーボンブラックを使いまた結合剤と
してポリテトラフルオロエチレンを使うならば4:1乃
至1:4の重量比でよい。
してポリテトラフルオロエチレンを使うならば4:1乃
至1:4の重量比でよい。
カーボンブラック対PTFEの好ましい比率は重量で1
二1.5乃至1.5:1である。
二1.5乃至1.5:1である。
他の触媒と結合剤もこの同じ一般比で使用すべきである
。
。
触媒として金属、例えば銀、白金又は他の金属粉末を使
うならばその割合を重量の代りに容量で表わすと便利で
ある。
うならばその割合を重量の代りに容量で表わすと便利で
ある。
金属粉末対結合剤比は容量で4=1乃至1:4の範囲内
でよい。
でよい。
その比率は容量で1:1.5乃至1.5:1が好ましい
。
。
任意に、種々の追加触媒を混合流体に添加できる。
本発明の好ましい1実施態様にはカーボンブラック触媒
と共に過酸化物分解触媒の添加がある。
と共に過酸化物分解触媒の添加がある。
この2種の触媒を使う場合は使用全触媒量の1乃至35
重量%は過酸化物分解触媒としまた65乃至99重量%
はカーボンブラック触媒とすべきである。
重量%は過酸化物分解触媒としまた65乃至99重量%
はカーボンブラック触媒とすべきである。
全触媒の3乃至10%を過酸化物分解触媒としまた90
乃至97%をカーボンブラック触媒とすれば好ましい。
乃至97%をカーボンブラック触媒とすれば好ましい。
この触媒混合物は先に触媒対結合剤比率について述べた
比率で使用しなければならない。
比率で使用しなければならない。
混合流体生成に使われる過酸化物分解触媒は普通触媒先
駆物質である。
駆物質である。
即ち混合流体に使われる物質は触媒自体とするため熱的
又は化学的に分解する必要のある触媒の化合物である。
又は化学的に分解する必要のある触媒の化合物である。
この熱的又は化学的分解は被覆された粒子生成操作のど
の段階においても行なわせることができる。
の段階においても行なわせることができる。
物質を結合剤や基質と混合する前に熱的に又は化学的に
分解するとよい。
分解するとよい。
こうすれば触媒先駆物質の熱的又は化学的分解をよりよ
く調整できるし、またカーボンブラックと過酸化物分解
触媒間の最大接触かえられる。
く調整できるし、またカーボンブラックと過酸化物分解
触媒間の最大接触かえられる。
2種が基質および結合剤と混合される前に混合され分解
されるならばカーボンブラックと過酸化物分解触媒の間
の最大接触かえられる。
されるならばカーボンブラックと過酸化物分解触媒の間
の最大接触かえられる。
本発明の被覆された粒子は電導性であり接触活性である
ので電極材料に使用するに適している。
ので電極材料に使用するに適している。
これらはかためられた粒子床電極として便利に使用でき
る。
る。
それ自体粒子床に形成され槽内で適当に支持される。
これらは槽に通じている電源と電気接続される。
任意に電流コL/ククが使用できる。電流コレクタは接
触化された粒子をとりまきかつそれを入れている金網筒
、金網容器等でもよい。
触化された粒子をとりまきかつそれを入れている金網筒
、金網容器等でもよい。
被覆された粒子が過酸化物分解触媒を含むならば、粒子
は電解槽中で水酸化物生成に使用できる。
は電解槽中で水酸化物生成に使用できる。
被覆された粒子が過酸化物分解触媒を含まぬならば粒子
は槽中で過酸化物生成に使用できる。
は槽中で過酸化物生成に使用できる。
本発明の粒子用法の好ましい実施態様によれば、陽極の
入っている陽極液室と陰極の入っている陰極液室と任意
にイオン透過性隔膜をもつ電解槽にアルカリ金属ハロゲ
ン化物水溶液を供給する。
入っている陽極液室と陰極の入っている陰極液室と任意
にイオン透過性隔膜をもつ電解槽にアルカリ金属ハロゲ
ン化物水溶液を供給する。
典型的には、陽極は適当な電気接触性表面をもったヴア
ルブ(valve )金属、例えばチタン、タンタル、
タングステン、コロンビウム等である。
ルブ(valve )金属、例えばチタン、タンタル、
タングステン、コロンビウム等である。
適当する陽極電気接触性表面はこの分野では既知であり
、遷移金属、それらの酸化物および化合物、特に白金族
金属、それらの酸化物および化合物がある。
、遷移金属、それらの酸化物および化合物、特に白金族
金属、それらの酸化物および化合物がある。
特に白金属金属酸化物とヴアルブ金属、即ちチタン、タ
ンタル、タングステン、コロンビウム等の酸化物との化
合物が好ましい。
ンタル、タングステン、コロンビウム等の酸化物との化
合物が好ましい。
イオン透過性隔膜は電解液透過性隔膜、例えば沈澱アス
ベスト隔膜、予め形成したアスベスト隔膜、又は微孔性
合成隔膜でもよい。
ベスト隔膜、予め形成したアスベスト隔膜、又は微孔性
合成隔膜でもよい。
またイオン透過性隔膜はイオン透過性でもよいが、陽イ
オン選択性のパーミオニック(permionic )
な隔膜とじて電解液不透過性でもよい。
オン選択性のパーミオニック(permionic )
な隔膜とじて電解液不透過性でもよい。
一般に陽イオン選択性パーミオニックな隔膜は垂れた酸
基をもつフルオロカーボン重合体である。
基をもつフルオロカーボン重合体である。
代表的たれた酸基にはスルホン酸基、カルボン酸基、ホ
スフオン酸基、りん酸基、それらの先駆物質およびそれ
らの反応生成物がある。
スフオン酸基、りん酸基、それらの先駆物質およびそれ
らの反応生成物がある。
陽極液は一般に塩化ナトリウム120乃至250g/l
を含む水溶液又は塩化カリウム180乃至350 g/
11を含む水溶液でpH1,5乃至5.5である。
を含む水溶液又は塩化カリウム180乃至350 g/
11を含む水溶液でpH1,5乃至5.5である。
供給液は一般に塩化ナトリウム300乃至325g/l
又は塩化カリウム450乃至500g/lを含む飽和又
は実質的飽和溶液である。
又は塩化カリウム450乃至500g/lを含む飽和又
は実質的飽和溶液である。
電解槽から回収される陰極液は電解液透過性隔膜使用の
場合水酸化ナトリウム約10乃至12重量%を塩化ナト
リウム15乃至25重量%又は水酸化カリウム約15乃
至20重量%と塩化カリウム約20乃至30重量%を含
む陰極液である。
場合水酸化ナトリウム約10乃至12重量%を塩化ナト
リウム15乃至25重量%又は水酸化カリウム約15乃
至20重量%と塩化カリウム約20乃至30重量%を含
む陰極液である。
またイオン透過性隔膜が陽極陰極間に介在する陽イオン
選択性パーミオニック隔膜である場合は陰極液生成物は
10乃至45重量□の水酸化ナトリウム又(ま15乃至
65重量%の水酸化カリウムを含む。
選択性パーミオニック隔膜である場合は陰極液生成物は
10乃至45重量□の水酸化ナトリウム又(ま15乃至
65重量%の水酸化カリウムを含む。
電流を陰極室から陽極室に供給しながら塩素の陽極生成
物とアルカリ金属水酸化物の陰極生成物を生成し特に水
素ガス生成物を実質的に生成しないためには酸化物、例
えば酸素、空気又は酸素豊富な空気を陰極室に供給する
とよい。
物とアルカリ金属水酸化物の陰極生成物を生成し特に水
素ガス生成物を実質的に生成しないためには酸化物、例
えば酸素、空気又は酸素豊富な空気を陰極室に供給する
とよい。
本発明は特に本明細書記載の被覆された粒子をもつ好ま
しいかためられた粒子床陰極を対象としている。
しいかためられた粒子床陰極を対象としている。
更に本発明によって、製塩素化アルカリ金属塩化物溶液
に耐える材料で構成された陽極液室、その中の陽極、濃
アルカリ金属水酸化物溶液に耐える材料で構成された陰
極液室、その中の陰極および陽極陰極間に介在するイオ
ン透過性隔膜をもつ電解槽が提供される。
に耐える材料で構成された陽極液室、その中の陽極、濃
アルカリ金属水酸化物溶液に耐える材料で構成された陰
極液室、その中の陰極および陽極陰極間に介在するイオ
ン透過性隔膜をもつ電解槽が提供される。
本発明の電解槽は陰極室内の電解液に酸化剤を供給する
手段をもつ陰極液室および個々の粒子より戒る陰極を特
徴としている。
手段をもつ陰極液室および個々の粒子より戒る陰極を特
徴としている。
過酸化物生成に上記の粒子を用いる方法の他の好ましい
実施態様では、水酸化物水溶液をイオン交換膜を使わな
い以外は上記した電解槽に供給する。
実施態様では、水酸化物水溶液をイオン交換膜を使わな
い以外は上記した電解槽に供給する。
陽極液供給は一般に水酸化ナトリウム15乃至100g
/lを含む水溶液である。
/lを含む水溶液である。
電解槽から回収される陰極液は過酸化物生成0.5句至
3重量%と水酸化すl−IJウム15乃至100 g/
lを含む陰極液である。
3重量%と水酸化すl−IJウム15乃至100 g/
lを含む陰極液である。
電流を陰極室から陽極室にとおしながら酸化剤、例えば
酸素、空気、又は酸素豊富な空気を陰極液室に供給する
方法は酸素と水の陽極生成物およびアルカリ金属水酸化
物と過酸化物の陰極生成物を生成し水素ガスを実質的に
生成しないことを特徴としている。
酸素、空気、又は酸素豊富な空気を陰極液室に供給する
方法は酸素と水の陽極生成物およびアルカリ金属水酸化
物と過酸化物の陰極生成物を生成し水素ガスを実質的に
生成しないことを特徴としている。
本発明は特にここに述べた被覆された粒子より戒る反応
促進用陰極を対象としている。
促進用陰極を対象としている。
更に本発明により、濃アルカリ金属水酸化物溶液に耐え
る材料で構成された陽極液室、その中の陽極、濃アルカ
リ金属水酸化物に耐える材料で構成された陰極液室、そ
の中の陰極および陽t’!極間に介在するイオン透過性
隔膜をもつ電解槽が提供される。
る材料で構成された陽極液室、その中の陽極、濃アルカ
リ金属水酸化物に耐える材料で構成された陰極液室、そ
の中の陰極および陽t’!極間に介在するイオン透過性
隔膜をもつ電解槽が提供される。
ここで考えている電解槽は陰極室内の電解液に酸化剤を
供給する手段をもつ陰極液室および個々の多孔性粒子よ
り戒る陰極を特徴としている。
供給する手段をもつ陰極液室および個々の多孔性粒子よ
り戒る陰極を特徴としている。
実施例 1
接触的に活性な被膜をつくるためカーボンブラック0.
7 gを溶液リットル当り酢酸銀10gを含む酢酸銀水
溶液20ru1.と混合した。
7 gを溶液リットル当り酢酸銀10gを含む酢酸銀水
溶液20ru1.と混合した。
カーボンブラックの濡れを向上するため表面活性剤(ロ
ームアント ハース社製品トリトンX−100)1滴
を加えた。
ームアント ハース社製品トリトンX−100)1滴
を加えた。
次いで混合物を100℃のオーブンで乾燥した後混合物
を窒素雰囲気中1時間350℃に加熱して酢酸銀を熱分
解した。
を窒素雰囲気中1時間350℃に加熱して酢酸銀を熱分
解した。
次いでこの物質を1=10乳濁水(水10部中にE、1
.デュポンド ネモール社製品テフロン30B1フルオ
ロポリマー1部)3.5.9と混合しスラリとした。
.デュポンド ネモール社製品テフロン30B1フルオ
ロポリマー1部)3.5.9と混合しスラリとした。
このスラリに米国規[10−20メツシユのグラファイ
ト粒10gを混合した後約100℃で乾燥した。
ト粒10gを混合した後約100℃で乾燥した。
次いで物質を窒素雰囲気中350’Cで1時間加熱した
。
。
生成した粒子はその表面にカーボン−フルオロカーボン
−銀膜のついたグラファイト粒子であった。
−銀膜のついたグラファイト粒子であった。
実施例 2
本明細書記載のとおり電解槽を組立てた。
槽の陽極と陰極の間を多孔性アスベスト隔膜で分離した
。
。
陰極は実施例1において生成したかためた粒子床であっ
た。
た。
陽極はチタン被覆したルテニウム酸化物であった。
NaC1約301/l濃度の塩化ナトリウム水溶液を陽
極室に流した。
極室に流した。
酸素ガスを陰極を構成している粒子間の開口と流した。
約2vの電圧と平方インチ当り約1アンペアの電流密度
で電流を陽極陰極間にとおし塩溶液を電解した。
で電流を陽極陰極間にとおし塩溶液を電解した。
陽極で塩素ガスが発生し陰極で水酸化すI−IJウムが
生成した。
生成した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 j 電極材料が0.3 mmより太きく2.5crrL
より小さい平均径をもつ被覆された粒子であることを特
徴とする結合剤と電気化学的に活性な電導性触媒の混合
物で少なくとも1部被覆された基質より成る電極材料。 2 基質が焼結された物質、固体物質、又は小粒の結合
凝集物から選ばれたものである特許請求の範囲第1項に
記載の電極材料。 3 基質が鋼、鉄、ニッケル、白金、銅、銀、又はグラ
ファイトから選ばれたものである特許請求の範囲第2項
に記載の電極材料。 4 被膜が疎水性重合体物質より成る結合剤および触媒
グラム100乃至100dの表前積をもつ触媒より成る
特許請求の範囲第1項、2項又は3項のいづれかに記載
の電極材料。 5 触媒がカーボンブラック、活性炭、白金又は銀から
選ばれた酸素反応触媒である特許請求の範囲第4項に記
載の電極材料。 6 触媒がカーボンブラックであり、触媒グラム当り1
50乃至500rri’の表面積をもつ特許請求の範囲
第5項に記載の電極材料。 7 触媒が銀および白金およびそれらの混合物又は化合
物から選ばれた過酸化物分解触媒とカーボンブラックと
の混合物である特許請求の範囲第4項に記載の電極材料
。 8 粒子が0.7 am乃至4m7ILの平均径をもつ
特許請求の範囲第1項から7項までのいづれかに記載の
電極材料。 9 基質が固体フルオロカーボン結合剤と銀、カーボン
ブラック、白金および活性炭から成る群から選ばれた触
媒との混合物である特許請求の範囲第1項に記載の電極
材料。 10基質が電導性でありかつ混合物で完全に被覆されて
いる特許請求の範囲第1項に記載の電極材料。 11 電気化学的に活性な電導性触媒と結合剤の混合
流体を生成し、混合流体を固化して触媒を基質に結合さ
せることより戒る電極材料製法において、電極材料を平
均径0.3 mmより太きく2.5crnまでの粒子で
生成することを特徴とする方法。 12結合剤を少なくともその軟化温度程度に加熱して混
合流体を生成しかつ混合物を結合剤の軟化温度以下に冷
却して触媒を基質に結合させる特許請求の範囲第11項
に記載の方法。 13触媒、結合剤および基質を液体に分散させて混合流
体を生成しかつ混合物を加熱して液体を蒸発し触媒を基
質に結合させる特許請求の範囲第11項に記載の方法。 14 結合剤を溶媒に溶解して混合流体を生成しかつ混
合物を加熱して溶媒を蒸発し触媒を基質に結合させる特
許請求の範囲第11項に記載の方法。 15触媒がカーボンブラックであり、結合剤がポリテト
ラフルオロエチレンであり、かつカーボンブラック対結
合剤重量比が4:1乃至1:4である特許請求の範囲第
11項に記載の方法。 16混合物に表面活性剤を添加する特許請求の範囲第1
1項に記載の方法。 17 過酸化物分解触媒である第2触媒を加えかつ混合
物中の触媒全量が1乃至35重量%の過酸化物分解触媒
と65乃至99重量□のカーボンブラックである特許請
求の範囲第11項に記載の方法。 18 陽極の入っている陽極液室と陰極の入っている陰
極液室をもつ電解槽に電解水溶液を供給し陽極陰極間に
電流をとおし電解生成物を回収する上記電解水溶液の電
解法において、少なくも1つの電極が疎水性物質と少な
くも1つの触媒との電導性混合物で少なくも1部が覆わ
れている基質より成る電極材料で形成されておりかつ電
極材料が各各0.3 am、より太きく2.5crIL
までの平均径をもつ複数のかためられた粒子より成るこ
とを特徴とする力先 19陽極陰極間にイオン透過性隔膜をおく特許請求の範
囲第18項に記載の方法。 20酸素含有ガスを陰極に供給する特許請求の範囲第1
8項又は19項に記載の方法。 21 陽極の入っている陽極液室と陰極の入っている
陰極液室、電解槽に電解水溶液を供給する手段、陽極陰
極間に電流をとおす手段、および槽から電解生成物を回
収する手段をもつ電解槽において、陽極と陰極の少なく
も1方が疎水性物質と少なくも1触媒の電導性混合物で
少なくとも1部が覆われている基質より成る電極材料で
形成されておりかつ電極材料が、各々0.3mmより太
きく2.5CrfLより小さい平均径をもつ多数のかた
められた粒子より成ることを特徴とする電解槽。 22基質かグラファイトより成り、触媒がカーボンブラ
ック、銀および白金より成る群から選ばれたものであり
かつ疎水性結合剤物質がポリテトラフルオロエチレンで
ある特許請求の範囲第20項に記載の電解槽。 23触媒がカーボンブラックと過酸化物分解触媒の混合
物である特許請求の範囲第21項に記載の電解槽。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33359281A | 1981-12-23 | 1981-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123887A JPS58123887A (ja) | 1983-07-23 |
| JPS5844751B2 true JPS5844751B2 (ja) | 1983-10-05 |
Family
ID=23303443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57223092A Expired JPS5844751B2 (ja) | 1981-12-23 | 1982-12-21 | 電極材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5844751B2 (ja) |
| KR (1) | KR860000736B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA828909B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104947U (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-30 |
-
1982
- 1982-12-03 ZA ZA828909A patent/ZA828909B/xx unknown
- 1982-12-21 JP JP57223092A patent/JPS5844751B2/ja not_active Expired
- 1982-12-23 KR KR8205783A patent/KR860000736B1/ko not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104947U (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR860000736B1 (ko) | 1986-06-14 |
| ZA828909B (en) | 1984-07-25 |
| JPS58123887A (ja) | 1983-07-23 |
| KR840002914A (ko) | 1984-07-21 |
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