JPS633031B2 - - Google Patents

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JPS633031B2
JPS633031B2 JP61234239A JP23423986A JPS633031B2 JP S633031 B2 JPS633031 B2 JP S633031B2 JP 61234239 A JP61234239 A JP 61234239A JP 23423986 A JP23423986 A JP 23423986A JP S633031 B2 JPS633031 B2 JP S633031B2
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JP
Japan
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transition metal
antimony
titanium
tin
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JP61234239A
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JPS62161975A (ja
Inventor
Rin Ruisu Deebitsudo
Aran Shenkaa Barii
Aaru Suchansukii Mearii
Richaado Furankusu Chaarusu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ERUTETSUKU SHISUTEMUZU CORP
Original Assignee
ERUTETSUKU SHISUTEMUZU CORP
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Publication date
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Publication of JPS633031B2 publication Critical patent/JPS633031B2/ja
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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、䞀般に、電気化孊的凊理甚、特に電
解採取甚の電極であ぀お、バルブメタル支持䜓
ず、錫およびアンチモンの酞化物から成る半導䜓
䞭間被芆局ず、クロム、鉄、コバルト、ニツケ
ル、モリブデンおよびタングステンから成る矀か
ら遞んだ遷移金属の酞化物から成るトツプ被芆局
ずから構成され、比范的安䟡であるずずもに䞀定
の電流密床の䞋で䜎い電解槜電圧を埗るこずので
きる電極に関するものである。より詳现には、本
発明は、チタンなどのバルブメタルの支持䜓ず、
該基䜓に錫およびアンチモンの化合物を䜕局にも
塗垃しお察応する酞化物にたで焌成しお成る半導
䜓䞭間被芆局ず、該䞭間コヌチング局に数局にも
塗垃しおその酞化物の圢態にたで焌成しお成るク
ロム、鉄、コバルト、ニツケル、モリブデンおよ
びタングステンから成る矀から遞んだ遷移金属の
酞化物トツプ被芆局ずから構成される非垞に改善
された電極に関する。
電気化孊的補造方法は化孊工業の分野ではこれ
たでになく増々重芁にな぀おきおいるが、それは
生態孊的にみお満足すべき点がより倚いからであ
り、゚ネルギヌを節玄できる可胜性があるからで
あり、そしおその結果コスト䜎枛が可胜ずなるか
らである。埓぀お、これたでも実に倚くの研究・
開発が電気化孊的方法およびそのためのハヌドり
゚アに向けられおきた。ハヌドり゚アの面からの
぀の䞻芁な項目は電極それ自䜓である。その目
的は、電解槜内での腐食環境に耐えられる電極を
䞎えるこずであり、電気化孊的補造にず぀お効率
的な手段ずなるようにするこずであり、か぀電極
のコストを商業的に採算可胜な範囲にたで䜎げる
こずである。ほんの僅かな材料だけが特に陜極ず
しお䜿甚する電極を効果的に構成し埗るのは、倧
半の他の材料が著しい腐食条件䞋で腐食しやすい
ためである。そのような有甚な材料ずしおは、黒
鉛、ニツケル、鉛、鉛合金、癜金あるいは癜金被
芆チタン等がある。そのような電極は倚くの別の
䞍利益があ぀お甚途が制限されおいる。䟋えば、
寞法的安定性に欠け、コスト高ずなり、化孊的掻
性がみられ、電解液を汚染し、陰極析出物を汚染
し、䞍玔物に敏感であり、あるいは酞玠過電圧が
高いなどである。過電圧は電極衚面で望たしい成
分が攟電する論理電䜍以䞊の過剰の電䜍を指称す
る。
電極の歎史は電解槜䞭の電極に関連するいく぀
かの問題を克服するための詊み、提案の䟋で満ち
あふれおいる。しかしながら、それらの䜕れもが
電解槜に䜿甚する電極ずしおの所望特性の最適化
を実珟したずは思われない。珟圚、䟋えば電解採
取法では電解槜はアンペア平方むンチ155
ミリアンペア平方センチメヌトルあるいはそ
れ以䞋の比范的䜎い電流密床で運転されおいる。
その堎合の問題点は前述の所望特性のうちの倚く
のものを備えおおり、曎に電気化孊的方法にあ぀
おかなりの量の゚ネルギヌを節玄するために䞀定
の電流密床の䞋で単極電圧を䜎䞋させる電極を芋
い出すこずである。䟋えば、癜金は電解採取法に
陜極ずしお䜿甚される電極甚に優れた材料であ぀
お、前述の特性のうちの倚くを満足するこずが知
られおいる。しかし、癜金は高䟡であるため今日
たで工業甚に䜿甚するのに適圓であるずは考えら
れおいない。炭玠および鉛合金の電極は䞀般に䜿
甚されおきおいるが、炭玠陜極の堎合、摩滅が速
くお電解液を著しく汚染しか぀埐々に電気抵抗が
増倧しお単極電䜍を増倧させる結果になるずいう
欠点がある。このように単極電䜍が高いずそれだ
け必芁ずするよりも倚い電力を消費させる。鉛合
金の陜極の䞍利益は鉛が電解液に溶け出しお、溶
質ずしお陜極に析出し、そのため析出物の玔床を
䜎䞋させるこずになり、たた酞玠過電圧が高くな
りすぎるこずである。鉛合金陜極の別の䞍利益は
PbO2が導電性の少ないPb3O4に倉぀おしたうこ
ずである。酞玠はこの局の䞋偎に䟵透しお、薄局
を剥離させ、これが陰極䞊に析出した銅䞭に捕捉
されるようになる。このため銅め぀き局の劣化が
起こり、これは望たしくない。
癜金たたは他の貎金属をチタン支持䜓に適甚し
おその魅力ある電気特性を確保するずずもに曎に
補造コストをも䜎䞋させようずする提案もなされ
おきた。しかし、癜金のような貎金属を限定しお
利甚したずしおも、電極の衚面積平方フむヌト
圓り玄30ドル323ドル平方メヌトルもする
ため、その費甚は高䟡であ぀お、工業的甚途には
䜿甚できない。たた、チタンの衚面に癜金を電気
め぀きしお、それに二酞化鉛たたは二酞化マンガ
ンの䜕れかのものを曎に電着するこずも提案され
おきた、二酞化鉛の被芆局を備えた電極は酞玠過
電圧がかなり高いずいう欠点があり、たたこれら
぀の皮類の被芆局は電着したずきに高い内郚応
力を残留させるため、商業的に䜿甚しおいる間に
それらの沈着局は脱萜しやすく、そのため電解液
および陰極衚面に析出する生成物を汚染しがちで
ある。埓぀おそのような陜極の電流密床は制限さ
れ、たたそのような陜極の取扱は最倧の泚意を払
぀お行わなければならない。別の詊みられた改良
は、比范的倚孔質のチタン支持䜓の衚面に二酞化
マンガンの局を眮いお、䞀䜓ずな぀た被芆局ずな
るように倚数の二酞化マンガン局を重ねるこずで
ある。これによれば、電流密床が0.5アンペア
平方むンチ77.5ミリアンペア平方センチメヌ
トル以䞋に維持されおいる限り単極電䜍は比范
的䜎くなるが、電流密床がアンペア平方むン
チ155ミリアンペア平方センチメヌトル近
くにたで増倧するず単極電䜍は割合急激に増倧し
おしたい、結局高い電流密床ではかなりの䞍利益
がみられる。埓぀お、今日たで、これらのいく぀
かの提案は䜕れも商業的に十分な成功をおさめお
いない。効率およびコスト䜎枛の点で目的が達成
されないからである。
ここに、本発明の目的は、商業的に実斜できる
範囲内のコストで補造できる所望運転特性を有す
る電極を提䟛するこずである。
本発明の別の目的は、䞀定の電解槜の環境䞋で
長期間の摩耗特性をも぀た、電解槜䞭で䜿甚する
改良された電極を提䟛するこずである。
本発明のこれらのおよび他の目的は埓来技術以
䞊のその利益ずずもに、本発明の以䞋の説明から
圓業者に明らかであ぀お、本発明によ぀お初めお
達成されるものである。
かくしお、アルミニりム、モリブデン、ニオ
ブ、タンタル、チタン、タングステン、ゞルコニ
りムおよびそれらの合金から成る矀から遞んだバ
ルブメタル支持䜓、該バルブメタル支持䜓の衚面
に蚭けた錫およびアンチモンの化合物を塗垃しお
から、察応する酞化物に転化した半導䜓䞭間被芆
局、および該半導䜓䞭間被芆局の衚面に蚭けたク
ロム、鉄、コバルト、ニツケル、モリブデンおよ
びタングステンから成る矀から遞んだ遷移金属の
酞化物から成るトツプ被芆局から電解槜甚の改良
された電極が䜜られ埗るこずが芋い出された。
埓来技術の前述の欠点のうちの倚くを克服する
各良された電極は、バルブメタル支持䜓ず、これ
に支持された錫およびアンチモンの酞化物から成
る半導䜓䞭間被芆局ず、遷移金属の酞化物から成
るトツプ被芆局ずから構成される。電極のベヌス
郚材ずなるバルブメタル支持䜓は導電性金属であ
぀お被芆局の支持䜓ずなるに十分な機械的匷床を
持぀たものであり、か぀電解槜の内郚の環境䞋に
おかれたずきに優れた耐食性を瀺すべきである。
代衚的バルブメタルには、アルミニりム、モリブ
デン、ニオブ、タンタル、チタン、タングステ
ン、ゞルコニりムおよびそれらの合金がある。䟡
栌、入手の容易さ、電気的、機械的特性の点から
の奜たしいバルブメタルはチタンである。電極の
補造に際しおチタン支持䜓の採り取る圢態には倚
くのものがあり、䟋えば、固䜓板材、広いた領域
が倚くの郚分を占める拡匵された金属網目材、お
よびチタンの粉末を冷間圧瞮するこずによ぀お䜜
られる、玔チタンの30〜70密床の倚孔質チタン
等がある。倚孔質チタンは、寿呜が長いこずず盞
察的な構造䞊の完党性のために、本発明においお
は奜たしい。所望によ぀お倧圢の電極の堎合には
この倚光質チタンはチタン網目材で補匷されおも
よい。
錫およびアンチモンの酞化物から成る半導䜓䞭
間被芆局は、䞀般に“ドヌパント”ず称される適
宜無機材料を添加するこずによ぀お倉曎した二酞
化錫の被芆局である。本発明のドヌパントは
SbCl3のようなアンチモン化合物であ぀お、これ
は酞化雰囲気䞋で焌成するこずによ぀お酞化物ず
なる。被芆局䞭での䞊蚘のアンチモンの正確な圢
態はは぀きりしおないが、重量蚈算のためには
Sb2O3ずしお存圚しおいるものず掚定しおいる。
組成䞊は二酞化錫ず少量の䞉酞化アンチモンの
混合物であ぀お、埌者はSnO2ずSb2O7の党重量
を基準に蚈算しお0.1〜30重量の量だけ存圚す
る。䞉酞化アンチモンの奜適量は〜15重量で
ある。
バルブメタル支持䜓の衚面䞊に錫およびアンチ
モンの酞化物から成る半導䜓䞭間被芆局を斜すた
めの方法には倚くのものがある。代衚的にはその
ような被芆局は、最初、物理的およびたたは化
孊的に基䜓を掗浄なものずし、䟋えば適宜酞シ
ナり酞たたは塩酞で脱脂、腐蝕しおあるいはサ
ンドブラスト凊理しお、次いで適圓な熱分解性化
合物の溶液を斜しお、也燥し、そしお酞化性雰囲
気䞋で加熱するこずによ぀お圢成される。䜿甚で
きる化合物には、錫およびアンチモンドヌパント
の熱分解性の無機あるいは有機の塩もしくぱス
テル等があり、䟋えばそれらのアルコキシド類、
アルコキシハラむド類、アミン類、およびクロラ
むド類がある。代衚的塩にはアンチモンペンタク
ロラむド、アンチモントリクロラむド、ゞブチル
錫ゞクロラむド、錫クロラむド及び錫テト
ラ゚トキシドがある。適圓な溶媒は、アミルアル
コヌル、ベンれン、ブチルアルコヌル、゚チルア
ルコヌル、ペンチルアルコヌル、プロピルアルコ
ヌル、トル゚ンおよび他の有機溶媒ならびに氎の
ようないく぀かの無機溶媒等である。
望たしい割合で錫およびアンチモンの塩を含む
熱分解性化合物の溶液は、ブラシ塗り、浞挬、ロ
ヌル塗り、吹付けあるいはその他の適圓な機械的
あるいは化孊的方法で、バルブメタル支持䜓の枅
浄面に斜される。この被芆局は次いで玄100〜200
℃で加熱也燥しお溶媒を蒞発させる。この被芆局
は次いで250〜800℃ずいう高い枩床で酞化雰囲気
䞭で焌成しお、その錫およびアンチモン化合物を
それぞれ察応する酞化物に転化する。この操䜜を
必芁な回数だけ繰り返しお補造すべき特定の電極
に適する望たしい被芆局厚さ、あるいは重量ずす
る。倚孔質チタン支持䜓を䜿甚するずきは望たし
い半導䜓䞭間被芆局は、支持䜓を通しお錫および
アンチモン化合物の溶液を吞匕し、各回毎に焌成
しながら〜回繰り返すこずによ぀お斜され
る。チタン板の堎合には望たしい厚さは錫および
アンチモン化合物を〜回塗るこずによ぀お達
成される。あるいは別法ずしお、所望厚さの半導
䜓䞭間被芆局は、倚数の局を各回毎に也燥させお
斜し、錫およびアンチモンの化合物をそれぞれ察
応する酞化物に転化させる焌成凊理を䞀連の積局
工皋の最埌に回だけ行うこずによ぀お積重ねら
れる。
二酞化マンガンから成る、電極のトツプ被芆局
は、浞挬法、電気め぀き法、吹付け法あるいは他
の適圓な方法などいく぀かの方法で斜すこずがで
きる。このトツプ被芆局も、䞭間被芆局の堎合ず
同様にしお、特定の電極に必芁ずされる単䜍面積
圓りの厚さあるいは重量ずなるたで積局させおも
よい。チタンの網目材の堎合には、䟋えば、二酞
化マンガンを斜す぀の方法は、被芆電極に盎接
に二酞化マンガンを電気め぀きするこずである。
電気め぀きは倧量の二酞化マンガンを短時間で斜
こすのにい぀そう䟿利な方法であるが、包含され
る遷移金属の熱分解性化合物を電極䞊に䜕局にも
塗垃たたは吹付け、各局を斜こすごずに也燥し、
そしお也燥埌衚面䞊に過剰量の材料が存圚する堎
合、それをブラシで陀去する。この薄板を宀枩で
也燥した埌、これを高枩で短時間焌成しお遷移金
属の化合物をそれらの察応する酞化物の圢態に転
化するこずができる。他の基䜓材料は倚孔質材料
で被芆された網目材からなり、網目材ず倚孔質材
料の衚面領域ずの構造的䞀䜓性を埗るようにす
る。この支持䜓䞊の被芆は電気め぀きにより、あ
るいは熱分解性化合物を斜こすこずによ぀おも、
斜こすこずができる。
このタむプの電極の䞻芁甚途は、アンチモン、
カドミりム、クロム、コバルト、銅、ガリりム、
むンゞりム、マンガン、ニツケル、タリりム、錫
あるいは亜鉛等の電解採取法のように金属塩の氎
溶液から金属を電着させる堎合、および塩玠ずカ
性アルカリを補造するためのクロロアルカリ槜に
おける䜿甚にあるものず考えられる。その他の甚
塗ずしおは、海掋蚭備の陰極防食、電力の電気化
孊的発生、氎その他の氎溶液の電気分解、電解研
摩、金属粉末の電解補造法、電気的有機合成およ
び電気め぀き等が考えられる。曎に、特別な甚途
ずしおは塩玠あるいは次亜塩玠酞塩の補造甚があ
る。
以䞋本発明を実斜䟋でも぀お曎に説明する。
䟋  半導䜓䞭間被芆局を斜すための溶液は、ブチル
アルコヌル30ml、塩酞HClml、䞉塩化アン
チモン3.2および塩化第二錫氎和物SnCl4・
5H2O15.1を混合するこずによ぀お調補した。
枅浄なチタン薄板を加熱塩酞䞭に1/2時間浞挬し
お衚面を腐食した。これは次いで氎掗埌也燥し
た。このチタン板に䞊述のアルコキシ錫−アンチ
モン䞉塩化物溶液をブラシを䜿぀お回塗垃し
た。板衚面は䞀回塗垃する毎にオヌプンを䜿぀お
125℃で10分間也燥した。このチタン板を次いで
±分間だけ480℃で焌成した。このようにし
お調補した。被芆被芆局の理論的組成は、
SnO281.7、アンチモンの酞化物Sb2O3ずしお
蚈算しお18.3であ぀た。このチタン薄板は曎
に圓り150の硫酞マンガンおよび25の濃
H2SO4を含む混合物の济䞭で80±85℃、0.025ア
ンペア平方むンチミリアンペア平方セン
チメヌトルで10分間電気め぀きした。この薄板
はその埌、宀枩で䞋倧気䞭で也燥し、む゜プロピ
ルアルコヌルず硝酞マンガン50氎溶液ずを等容
積含む混合物を塗垃しおからオヌブン䞭で205℃
で10分間焌成した、電気め぀き、塗垃そしお焌成
を行うこのサむクルをさらに回繰り返した。䞊
述のようにしお远加局を電気め぀きし、曎に宀枩
䞋で空気也燥しそしお仕䞊げに10分間205℃で焌
成した。各サむクルの基間䞭、被芆された薄板を
オヌブンから取り出しおから、過剰量のコヌチン
グは氎を流しながらブラシで陀去した。
このようにしお埗た陜極は、垌硫酞リツト
ル圓り濃H2SO4150を収容し玄50℃に維持さ
れた電解槜に陜極ずしお装着しお詊隓した。詊隓
はそれぞれ䞀定の電流密床、、、アンペ
ア平方むンチそれぞれ155、465、775ミリア
ンペア平方センチメヌトルで行぀た。陜極は
それぞれ1.45、1.52、1.59ボルトの電䜍察飜和
カロメル電極を瀺した。
䟋  枅浄なチタン薄板を腐食しおから䟋に説明し
たブラシ塗垃−也燥−焌成の党サむクルを繰り返
すこずによ぀お回の二重被芆局を斜した。焌成
枩床は実斜䟋では480℃であ぀たが、本䟋では
490℃であ぀た。このチタン薄板は、次いで硫酞
マンガンリツトル圓り150および濃硫酞
リツトル圓り25を含む济を䜿い、80〜85
℃、0.025アンペア平方むンチ39ミリアンペ
ア平方センチメヌトルで分間電気め぀きし
た。薄板は次いで宀枩䞋で空気也燥しお205℃で
維持したオヌブンで10分間焌成した。この操䜜を
回繰り返した。
このようにしお埗た陜極は垌硫酞150
を収容する玄50℃の電解槜に陜極ずしお装着しお
詊隓した。詊隓はそれぞれ、、アンペア
平方むンチ155、465、775ミリアンペア・平方
センチメヌトルの電流密床で行぀た。陜極はそ
れぞれ1.44、1.50、1.55ボルトの電䜍を瀺した。
MnO2被芆局の重量は0.075であ぀た。これは
平方メヌトル圓り玄29に盞圓する。
䟋  䟋に瀺すように、枅浄なチタン薄板を腐食し
おから二酞化錫で被芆し、二酞化マンガンをめ぀
きし、次いで205℃で曎に66時間焌成した。
このようにしお埗た陜極は、垌硫酞150
を収容する玄50℃の電解槜に陜極しお装着し
お詊隓した。詊隓は、、5Ainch2155、
465、775cm2の電流密床で行぀た。この陜
極はそれぞれ1.43、1.48、および1.51ボルトの電
䜍を瀺した。
䟋  䟋に瀺すように、枅浄なチタン薄板を腐食し
おから二酞化錫で被芆し、次いで硫酞マンガン
150および濃硫酞25を含む济
を䜿぀お80〜85℃、0.025Ainch2cm2
で24分間電気め぀きした。MnO2被芆局の重量は
0.083であ぀た。これは玄34m2に盞圓する。
この薄板は、硫酞マンガン−硫酞济で電気め぀き
しおから焌成は行わなか぀た。
このようにしお埗た陜極を䟋、に説明した
ようにしお詊隓した。䞍働態化が起こり電䜍の枬
定はできなか぀た。この詊隓結果から、二酞化錫
の䞊にMnO2の被芆局を有するチタン薄板は、䟋
、に説明するように焌成凊理が必芁であ぀
お、それによ぀お初めお有甚な寿呜を有するよう
になるこずが分かる。
䟋  枅浄なチタン薄板を、䟋に説明した方法でも
぀お、腐食しおから二酞化チタンの回の二重被
芆局で被芆した。ただし、それぞれ二重被芆局を
斜しおからの焌成枩床は、䟋では490℃であ぀
たが、本䟋では560℃であ぀た。
このチタン薄板は、次いで硫酞マンガン150
および濃硫酞25を含む济を䜿
぀お、90〜95℃、0.0166Ainch21.8cm2
で20分間電気め぀きした。この薄板は宀枩䞋で空
気也燥しおから、む゜プロピルアルコヌルず硝酞
マンガン50氎溶液を等容積含む混合物を塗垃し
おオヌブン䞭で205℃で10分間焌成した。この電
気め぀き−塗垃−焌成のサむクルをさらに回繰
り返した。MnO2の远加被芆局は、これたでに説
明したず同様の条件䞋で電気め぀き−塗垃−焌成
のサむクルを回繰り返しお斜した。ただし、電
気め぀き凊理時間は各サむクルずも30分間に延長
した。このようにしお斜されたMnO2被芆局の重
量は0.524であ぀た。これは玄135M2に盞
圓する。MnO2の远加被芆局は、これたでに説明
したず同様の条件䞋で、電気め぀き−塗垃−焌成
のサむクルを回繰り返しお、䞊蚘薄板に斜し
た。ただし、電流は0.15Ainch223cm2
に高めた。本䟋においお、党サむクルを通しおの
電気め぀き凊理時間の総蚈は時間であ぀た。
このようにしお埗たチタン薄板は玄50℃の濃硫
酾150を含む電解槜に陜極ずしお䜿甚しお
詊隓した。この陜極は、、5Ainch2155、
465、775cm2の電流密床のずき、それぞれ
1.48、1.56、1.62ボルトの電䜍を瀺した。
䟋  チタンの倚孔質薄板を、䟋の方法によ぀お、
腐食し、二酞化錫の回の二重被芆局で被芆し
た。ただし、本䟋では490℃で分間焌成する代
りに500℃で20分間焌成した。この被芆チタン薄
板を次いで、氎20ml、む゜プロピルアルコヌル
mlおよび硝酞マンガン50氎溶液mlからな
る混合物䞭に浞挬した。宀枩䞋で空気也燥しおか
ら、205℃のオヌブン䞭で30分間焌成した。この
浞挬−焌成サむクルは回繰り返した。MnO2被
芆局の重量は玄50ft2540m2であ぀た。
このようにしお埗たチタン薄板を、䟋に説明
したようにしお陜極ずしお詊隓した。陜極の面積
は、前面、背面、偎面を含めお2.4平方むンチ
15.48cm2であ぀た。この陜極は、0.25、0.1、
3.0Ainch239、155、465cm2の電流密床
のずきそれぞれ1.41、1.52、1.59ボルトの電䜍を
瀺した。
䟋  䟋に説明したように、チタンの倚孔質薄板を
腐食しお二酞化錫の回の二重被芆局で被芆し
た。次いで、MnO2の被芆局は電気め぀き法およ
び浞挬法によ぀お斜した。薄板は、硫酞マンガン
150および濃硫酞25を含む济
を䜿぀お、0.03Ainch24.7cm2の電流密
床で20分間、宀枩䞋で電気め぀きした。この薄板
は宀枩䞋空気䞭で也燥した。次いでこれは、氎20
ml、む゜プロピルアルコヌルmlおよび硝酞マン
ガン50氎溶液mlから成る混合物䞭に浞挬
しおから、オヌブン䞭で205℃で30分間焌成した。
電気め぀き−浞挬−焌成のこのサむクルはさらに
回繰り返し、MnO2被芆局の厚さを増した。
このようにしお埗たチタン薄板は、䟋および
ず同様にしお陜極ずしお詊隓した。この陜極は
0.25、1.0、3.0Ainch239、155、465cm2
の電流密床でそれぞれ1.41、1.47、1.54ボルトの
電䜍を瀺した。
䟋  チタンの倚孔質薄板を䟋ず同様に腐食し
MnO2で被芆した。ただし、二酞化錫の被芆局は
斜さなか぀た。MnO2被芆局の重量は玄55ft2
600m2であ぀た。
このようにしお埗たチタン薄板を䟋ず同様に
陜極ずしお詊隓した。この陜極は、0.25、1.0、
3.0Ainch239、155、465cm2の電流密床
でそれぞれ1.62、1.95、2.27ボルトの電䜍を瀺し
た。
これらの結果を導電性の二酞化錫の䞭間局を有
する陜極の詊隓結果䟋参照ず比范するず、
導電性の二酞化錫の局を有する陜極のほうが、
0.25、1.0、3.0Ainch239、155、465cm2
で詊隓した堎合、それぞれ0.21、0.43、0.68ボル
トだけ電䜍が䜎くな぀おいるこずが明らかずな
る。
䟋  䟋の方法によ぀お、チタンの倚孔質薄板を腐
食し導電性二酞化錫を被芆した。ただし、本䟋で
は毎回真空を利甚しお前述のマルコキシ錫−アン
チモントリクロラむド溶液を薄板に浞み蟌たした
ため、より均䞀な被芆局が埗られた。この電極を
調補する条件は以䞋の点で䟋の条件ずは異な぀
おいる。すなわち、125℃での也燥時間は20分間
であり、焌成時間は30分間であり、焌成枩床は
500℃であり、か぀局だけ倚い二酞化錫導電性
被芆局は前述の被芆−也燥−焌成のサむクルを繰
り返すこずによ぀お斜した。
チタンの薄板に硝酞マンガンの50氎溶液を塗
垃しおから真空を䜿぀お該溶液を気孔䞭に浞み蟌
たせた。この塗垃−真空のサむクルは回だけ繰
り返し、次いで200℃で30分間焌成した。MnO2
の被芆局を埗るための䞊蚘操䜜は回繰り返しお
MnO2局の厚さを増した。
このようにしお埗た陜極を濃硫酞150含
む電解槜に装着しお陜極ずしお詊隓した。詊隓期
間䞭、電解槜枩床は50℃に維持した。この陜極は
0.4、1.0、3.0Ainch262、155、465cm2
の電流密床でそれぞれ1.41、1.45、1.52ボルトの
電䜍を瀺した。
䟋 10 䟋ず同様にしお陜極を埗たが、導電性の二酞
化錫被芆局は蚭けなか぀た。埓぀お、䟋の操䜜
のうちその被芆局を䞎える操䜜は省略した。しか
し、MnO2被芆局は䟋にも説明されおいるよう
な通垞の方法で斜した。
このようにしお埗た陜極は䟋ず同様にしお詊
隓した。この陜極は0.4、1.0、3.0Ainch262、
155、465cm2の電流密床でそれぞれ1.43、
1.54、1.78ボルトの電䜍を瀺した。䟋および10
で補造した陜極の詊隓結果を比范するず導電性の
二酞化錫の被芆局を有する陜極のほうが0.4、
1.0、3.0Ainch262、155、465cm2の電
流密床でそれぞれ0.02、0.09、0.26ボルトだけ䜎
い電圧を瀺すこずが明らかずなる。このように電
圧が䜎くなる傟向は、工業的方法ずしお経枈的に
望たしい高電流密床においお特に著しい。
䟋 11 䟋ず同様にしお枅浄なチタン薄板を腐食し錫
酞化物半導䜓䞭間局で被芆した。ただし、焌成枩
床は600℃であ぀た。このようにしお被芆された
チタン薄板は硝酞マンガンの50氎溶液を塗垃
し、ほが300℃で焌いた。この凊理はほが14.4
ft2155m2の二酞化マンガンが薄板に
存圚するようになるたで繰り返した。
このようにしお埗たチタン薄板は䟋ず同様に
しお陜極ずしお詊隓した。この陜極の面積は玄12
平方むンチ77.4cm2であ぀お、1.0、3.0、
5.0Ainch2155、465、775cm2の電流密
床でそれぞれ1.38、1.42、1.43ボルトの電䜍を瀺
した。
䟋 12 枅浄な枚のチタン薄板を、䟋になら぀お、
腐食し次いで錫およびアンチモンの酞化物から成
る半導䜓䞭間被芆局を斜した。枚のそれぞれの
薄板が錫およびアンチモン化合物による0.012〜
0.014の重量増加を埗るたで䞊蚘凊理を続けた。
各薄板の面積はほが平方むンチ25.8cm2であ
぀た。薄板は、次いで、二酞化マンガンで時
間電気め぀きしお二酞化マンガン玄18.9ft2
203cm2の重量増加を埗た。薄板は1/2時
間づ぀電気め぀きし、毎回その間に玄220℃で20
分間焌成しお、これを合蚈回繰り返しお、薄板
の衚面に二酞化マンガン玄14.5ft2155
m2を埗た。薄板は最初1/2時間だけ電気め぀
きし、次いで熱分解性硝酞マンガンで被芆しおか
ら玄220℃で20分間焌成した。この操䜜を回繰
り返しお薄板䞊に二酞化マンガン玄15.8ft2
170m2の重量増加を埗た。
このようにしお埗た薄板、およびを玄50
℃の枩床に維持した濃硫酞を150含む電解
槜で陜極ずしお詊隓した。薄板は玄0.5A
inch277.5cm2の電流密床のずき被芆局の
著しい剥離がみられた。薄板は0.5、1.0、
3.0Ainch77.5、155、465cm2の電流密
床でそれぞれ1.41、1.45、1.57ボルトの電䜍を瀺
した。この詊隓䞭、薄板の䞋端郚には被芆局の
剥離がみられた。薄板は0.5、1.0、3.0Ainch
77.5、155、465cm2の電流密床でそれぞ
れ1.41、1.43、1.50ボルトの電䜍を瀺した。
䟋 13 チタンの倚孔質薄板で衚面積が玄7inch245cm2
のものを、真空を利甚しおこの倚孔質材料内に溶
液を吞匕するこずによ぀お、錫およびアンチモン
の化合物の溶液で被芆した。この溶液は硫酞第䞀
錫5.27、䞉塩化アンチモン2.63、塩酞10mlお
よびブチルアルコヌル20mlから成るものであ぀
た。これは回繰り返したが倚孔質のチタン材料
を通過させる毎に玄500℃で1/2時間焌成を行぀
た。硝酞マンガンの50氎溶液を同様にしお䞊蚘
材料に通過させ、各回ずもその間に玄200℃で45
〜60分間焌成しお二酞化マンガンによる重量増加
が3.36〜3.56ずなるようにする。
このようにしお埗たチタンの倚孔質薄板は䟋
ず同様にしお陜極ずしお詊隓した。この陜極は
0.25、0.5、0.75、1.0Ainch239、77.5、116、
155cm2電流密床でそれぞれ1.44、1.49、
1.51、1.54ボルトの電䜍を瀺した。この陜極の寿
呜詊隓の結果からは2000時間以䞊の連続䜿甚の埌
にも䜜業性が良奜であるこずが分か぀た。
䟋 14 チタンの倚孔質薄板を䟋13の錫およびアンチモ
ンの各化合物を含む溶液を䞊蚘の材料を通しお真
空で吞匕するこずにより、錫−アンチモン化合物
で被芆した。この挿䜜は回繰り返したが毎回ず
もその間に玄490℃で時間焌成を行぀た。硝酞
マンガンの50氎溶液も、真空を䜿぀お、被芆チ
タン倚孔質薄板内に吞匕させ、各回ずもその埌に
40〜50分間210℃での焌成を行う。
このようにしお埗た倚孔質チタン薄板は䟋ず
同様に陜極ずしお詊隓した。その陜極は0.5A
inch277.5cm2の電流密床で1.49ボルトの
電䜍を瀺した。たた、この電極は2000時間以䞊の
連続䜿甚埌も良奜な状態を維持するこずから寿呜
が長いこずが分か぀た。
䟋 15 半導䜓䞭間被芆のための溶液は、ブチルアルコ
ヌル30ml、濃硫酞H2SO4ml、䞉塩化アン
チモンSbCl31.1および塩化第二錫氎和物
SnCl4・5H2O9.7を混合するこずによ぀お調
敎した。枅浄チタンの網目材の薄板を加熱HCläž­
に1/2時間浞挬しお衚面を腐食した。これは次い
で氎掗埌也燥した。このチタン板に䞊述のアルコ
キシ錫−アンチモン䞉塩化物溶液をブラシを䜿぀
お回塗垃した。溶液を塗垃するごずに、板を
120℃で分間間也燥し、次いで600℃で30分間焌
成した。この薄板を次いで硝酞第䞀コバルトの50
氎溶液を塗垃し、235℃で30分間焌成した。こ
の硝酞第䞀コバルト溶液を12回塗垃した。このよ
うにしお埗た陜極を、PHより小に調敎した300
のNaCl溶液を含み、玄75℃の枩床に維持
した電解槜䞭に装着し、詊隓した。加えた0.15、
0.45および0.75アンペアcm2の電流密床で、この
陜極は飜和カロメル電極iR溶液抵抗に察しお
補正したに察しおそれぞれ1.14、1.17および
1.21ボルトの電䜍を瀺した。
䟋 16 䞡偎に倚孔質チタンの玄0.033cmの局をも぀チ
タンの網目材の薄板を䟋15に説明したように錫ア
ンチモン酞化物で被芆した。硝酞第䞀コバルトの
50氎溶液を12回ブラシで薄板䞊に塗垃し、各回
塗垃埌薄板を235℃で30分間焌成した。コバルト
酞化物の被膜の重量は玄280m2であ぀た。䞊
のようにしお埗た陜極を、玄50℃の枩床に維持し
た垌硫酞150の濃H2SO4を含有する電
解槜䞭に装着し、詊隓した。加えた電流密床
0.15、0.45および0.75アンペアcm2で、陜極は飜
和カロメル電極iR溶液抵抗に察しお補正した
に察しおそれぞれ1.41、1.45および1.49ボルトの
電䜍を瀺した。
ここに蚘茉した組成は本発明の目的を達成し、
電気化孊的補造に甚いる電解槜䞭で䜿甚するため
の電極の組成に付随する問題を解決するこずは、
奜たしい実斜態様に぀いおの前蚘説明から明らか
であろう。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  アルミニりム、モリブデン、ニオブ、タンタ
    ル、チタン、タングステン、ゞルコニりムおよび
    それらの合金から成る矀から遞んだバルブメタル
    支持䜓、該バルブメタル支持䜓の衚面に蚭けた、
    錫およびアンチモンの化合物を斜しおから察応す
    る酞化物に転化した半導䜓䞭間被芆局、および該
    半導䜓䞭間被芆局の衚面に蚭けた、クロム、鉄、
    コバルト、ニツケル、モリブデンおよびタングス
    テンから成る矀から遞んだ遷移金属の酞化物から
    成るトツプ被芆局から構成される電解槜に䜿甚す
    る電極。  前蚘バルブメタル支持䜓がチタンである、特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉の電極。  前蚘バルブメタル支持䜓が倚孔質チタンであ
    る、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の電極。  錫およびアンチモンの化合物から成る前蚘半
    導䜓䞭間被芆局がアンチモン化合物0.1〜30重量
    を含む、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の電極。  錫およびアンチモンの化合物から成る前蚘半
    導䜓䞭間被芆局が〜15重量の奜適範囲内の量
    のアンチモン化合物を含む、特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の電極。  アルミニりム、モリブデン、ニオブ、タンタ
    ル、チタン、タングステン、ゞルコニりムおよび
    それらの合金から成る矀からバルブメタル支持䜓
    を遞ぶこず、アンチモン0.1〜30重量を含む錫
    およびアンチモンの熱分解性化合物から成る半導
    䜓䞭間被芆局を前蚘バルブメタル支持䜓に斜すこ
    ず、該半導䜓䞭間被芆局を也燥するこず、該半導
    䜓䞭間被芆局を高枩䞋の酞化性雰囲気䞋で焌成し
    お錫およびアンチモンの前蚘化合物をそれぞれ察
    応する酞化物に倉えるこず、そしお該半導䜓䞭間
    被芆局の衚面にクロム、鉄、コバルト、ニツケ
    ル、モリブデンおよびタングステンから成る矀か
    ら遞んだ遷移金属の酞化物から成るトツプ被芆局
    を斜すこず、の各工皋を含む、電解槜に䜿甚する
    電極の補造方法。  前蚘半導䜓䞭間被芆局を䜕局にも斜し、それ
    ぞれ次の局を匕続いお斜すに先立぀お也燥し、最
    埌にそれぞれ察応する酞化物にたで焌成する、特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉の補造方法。  前蚘トツプ被芆局を、硝酞遷移金属を䜕局に
    も塗垃し、也燥し、次いでその酞化物の圢態にた
    で焌成するこずによ぀お斜す、特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の補造方法。  遷移金属の酞化物から成る前蚘トツプ被芆局
    が、前蚘半導䜓䞭間被芆局の衚面に遷移金属酞化
    物を電気め぀きするこずによ぀お斜される、特蚱
    請求の範囲第項に蚘茉の補造方法。  前蚘トツプ被芆局を、硫酞遷移金属を含む
    济䞭で電気め぀きし、このめ぀き局を宀枩で也燥
    し、該電気め぀き局に硝酞遷移金属を含む溶液を
    塗垃し、埗られたトツプ被芆局を焌成しお遷移金
    属をその酞化物の圢態に倉え、次いで䞊蚘操䜜を
    〜回繰り返すこずによ぀お斜す特蚱請求の範
    囲第項に蚘茉の方法。  バルブメタル支持䜓ずしお倚孔質チタンを
    遞び、前蚘半導䜓䞭間被芆局を斜す方法ずしお真
    空を䜿぀お前蚘支持䜓を通しお溶液を吞匕する特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  遷移金属の酞化物から成るトツプ被芆局を
    斜す方法が真空を䜿぀お前蚘支持䜓を通しお硝酞
    遷移金属溶液を吞匕し、次いで該ストツプ被芆局
    を焌成しお前蚘遷移金属をその酞化物の圢態に倉
    えるこずから成る、特蚱請求の範囲第項に蚘
    茉の補造方法。
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