JPS62240782A

JPS62240782A - 炭素電極

Info

Publication number: JPS62240782A
Application number: JP61083900A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Yamaguchi; 山口　健三
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1987-10-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は炭素電極に関し、特に安定した反応活性寿命を
有する炭素電極に関する。

（従来の技術）炭素繊維集合体などの炭素多孔質体は、有効表面積が著
しく大きいため、電解槽等の電極として有用である。ま
た該多孔質体の表面に各種の化学処理を施して、反応選
択性や反応速度の増大を図る方法が報告されている（長
哲部、電気化学、５１巻、隘１、（１９８３）、特開昭
５９−１０１７７６号、特開昭５９−１１９６８０号、
特開昭６０−２３２６６９号など）。上記のうち、処理
が容易であり、比較的耐久性にも優れた方法として、炭
素表面への極性元素、例えば塩素や臭素を導入する方法
が知られているが、このようにして得られた電極は、単
なる酸素導入によるものよりも寿命が安定化する。しか
し、強力な還元性物質に常時接するような場合は、臭素
や塩素でさえも液側に移行しやすくなり、電極反応性に
問題の生じる場合もある。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、より安
定した反応活性寿命を有する炭素電極を提供することに
よる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、炭素原子数に対する水素原子数の比が０．０
１以下の炭素多孔質体にフッ素原子を一次結合させ、そ
の割合がＸ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）による表面分析
で該炭素表面のＩｓスペクトルから測定される結合フッ
素原子と炭素の原子数比が０．０１以上であることを特
徴とする。

本発明に用いる電極原料は、有機化合物（ピッチ等の炭
化水素原料）を空気のしゃ断下に加熱炭化して生成した
多孔質体、炭素繊維の繊維集合物（フェルト、クロス、
ランプ等）、積層体等のような空隙を多（有するシート
状物を総称するものである。例えば、これをフン素気流
中等において加熱すれば本発明の電極が得られるが、こ
のとき、炭素に対する水素の原子数比が０．０１以下、
好ましくは０．００５以下で水素が残存しているものが
よい。上記水素の原子数比が０．０１を越えるものは、
炭化が不十分で電導性不良であり、電極として使用する
のは好ましくない。

このような多孔質体の炭素原子にフッ素原子を１％以下
導入するには、例えば前記原料をフッ素含有気流中で数
百℃〜約千℃で焼成すればよい。

本発明の炭素電極は多孔質状であり、これを電極として
用いる方法の一つとして隔膜と電極とが密着した、いわ
ゆるゼロギャップ方式の電極が挙げられる。このような
方式を採用することにより、電解時に浴電圧を上昇させ
る要因の−っである溶液抵抗と気泡効果、すなわち発生
する気泡によって溶液の電気抵抗が上昇する現象を除去
することができる。

本発明の炭素電極を電解槽に通用した例を第１図に示す
。第１図に示す電解槽は、隔膜４の両側に設けられた陽
極１および陰極２と、該陽極１および陰極２の外側にそ
れぞれ設けられた集電板３と、前記陽極１および陰極２
に陽極液５および陰極液６をそれぞれ流通させるための
大口５Ａおよび６Ｂ、出口５Ｂ、６Ｂとから構成される
。本発明の炭素電極は陽極１および陰極２として使用さ
れるが、複極式構造を取る場合には、図面のような単電
解槽を直列に積層し、集電板３の代わりに複極仕切り板
を設ければよい。

（実施例）以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１石油系重質残油を蒸留、水素化処理、接触分解、蒸留、
溶融紡糸、不溶化処理および積層加工を行い、最後に炭
素化したカーボンフェルトを５％フッ素を含有する窒素
ガス中で８００℃で焼成した。

比較のためにそれぞれ５％酸素および５％塩素を含有す
る窒素ガス中で同様に焼成して酸素導入および塩素導入
したフェルトも製作した。これらのＸ線光電子分光法（
ＥＳＣＡ）等の測定結果は第１表のとおりであった。

以下余白第１表に示した各サンプルａ　％　ｈを陰極および陽極
の各材料として用い、第２図に示す電極ホルダー１１に
支持し、３％食塩水溶液に浸漬して電解実験を行った。

結果を第２表に示す。表中の数値の単位はボルト（対せ
永電極）である。

第２表本実施例および比較例の結果より、本発明による電極は
水素過電圧が大きく、またハロゲン発生のための良好な
機能を有しており、かつこのような特性を長時間保持し
、長寿命を有することがわかった。

（発明の効果）本発明によれば、多孔質炭素電極にフッ素原子を所定量
導入することにより、従来の酸素導入電極、臭素導入電
極寿命特性を著しく向上させることができる。

本発明によるフッ素導入炭素電極は、例えばガス発生極
やレドックスメディエータ再生極として広い通用分野を
有する。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明による炭素電極が適応される単電解槽
の説明図、第２図は、本発明の実施例に用いた実験装置
の説明図、第３図は、本発明の実施例１に用いた電極の
ＥＳＣＡの分析結果（Ｗｉｄｅ　　Ｓｃａｎｎｉｎｇ）
を示す図である。ｌ・・・陽極、２・・・陰極、３・・・集電板、４・・
・隔膜、５・・・陽極液、６・・・陰極液、５Ａ、６Ａ
・・・入口、５Ｂ、６Ｂ・・・出口、７・・・押えネッ
ト、８・・・参照極、９・・・プラスチック筒、１０・
・・リード線、１１・・・電極ホルダー。代理人　弁理士　　川　北　武　長第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素原子数に対する水素原子数の比が０．０１以
下の炭素多孔質体にフッ素原子を一次結合させ、その割
合がＸ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）による表面分析で該
炭素表面の１Ｓスペクトルから測定される結合フッ素原
子と炭素の原子数比が０．０１以上であることを特徴と
する炭素電極。
（２）特許請求の範囲（１）において、前記炭素多孔質
体の表面積が窒素ガス吸着によるＢＥＴ法表面積測定値
で１ｍ＾２／ｇ以上あることを特徴とする炭素電極。