CN101988207B - 电解用电极材料、电解用电极以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过水的电解，能够高效地生成臭氧水的电解用电极材料、以及电解用电极、并进一步提供该电解用电极的制造方法。将包含铂和银的合金的电解用电极材料作为在基体的表面上形成的表面层使用，其中在该合金中银的浓度为1重量％以上且50重量％以下，在通过该电解用电极进行的电解中，在低电流密度下高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种。

Description

电解用电极材料、电解用电极以及其制造方法
技术领域
本发明涉及工业用或者民用电解过程中使用的电解用电极及其材料，并且进一步涉及该电解用电极的制造方法。
背景技术
一般来说，臭氧是氧化能力非常强的物质，溶解了该臭氧的水，即所谓的臭氧水，其适用于上下水道、食品等或者半导体器件制造过程等的清洗处理等，且其在范围广泛的清洗杀菌处理中的利用备受期待。作为生成臭氧水的方法，已知有下述方法：将通过紫外线照射或放电生成的臭氧溶解于水中的方法、通过水的电解在水中生成臭氧的方法等。
专利文献1公开了通过水的电解在水中生成臭氧的方法。在所述方法中使用了以多孔体或者网状体形式形成的PbO2、铂作为阳极。
现有技术文献
专利文献1：专利第3297227号公报
发明内容
发明要解决的问题
就如上所述的利用水的电解生成臭氧水的方法而言，在使用PbO2作为电极材料的情况下，如果将生成的臭氧水用于食品等中，则PbO2的毒性令人担忧。
另一方面，在使用铂(Pt)作为电极材料的情况下，具有下述问题：在低电流密度下进行水的电解时，臭氧的生成效率较低。由此，为了利用电解来生成臭氧，必须使用作为零间隔(ゼロギヤツプzerogap)的流通强电流的方法。为了实现零间隔，必须将铂加工成网状、多孔状。但是，由于铂本身较为昂贵，并且还要将铂进一步加工成网状、多孔状，因此将会导致生产成本的上涨。为此，希望可以开发出更为便宜、并且能够实现稳定高效地生成臭氧的电解用电极材料。
本发明是为了解决以往的技术问题而进行的研究，本发明提供了通过水的电解，能够高效地生成臭氧水的电解用电极材料、以及电解用电极，进一步本发明还提供了该电解用电极的制造方法。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明的电解用电极材料为包含铂和银的合金，其中，银的浓度为1重量％以上且50重量％以下。
本申请第2发明的电解用电极材料为包含铂、银以及氧的合金，其中，在铂和银中银所占的浓度为1重量％以上且50重量％以下。
本申请第3发明的电解用电极由基体和形成在该基体表面上的表面层构成，其中，表面层为包含铂和银的合金，银的浓度为1重量％以上且50重量％以下。
本申请第4发明的电解用电极为通过电解生成臭氧、OH自由基等活性氧种的电解用电极，其由基体和形成在该基体表面上的表面层构成，其中，表面层为包含铂、银以及氧的合金，在铂和银中银所占的浓度为1重量％以上且50重量％以下。
本申请第5发明为上述第3发明的电解用电极的制造方法，其中，通过使用包含铂和银的靶在基体的表面上成膜的溅射法，形成表面层。
本申请第6发明为上述第4发明的电解用电极的制造方法，其中，通过溅射法形成表面层，所述溅射法中，使用包含铂和银的靶，在含有氧的气氛中在基体的表面上成膜。
发明效果
根据本发明，将包含铂和银的合金、并且银的浓度为1重量％以上且50重量％以下的电解用电极材料用作如第3发明所述的形成在基体的表面上的表面层，由此，在通过该电解用电极进行电解时，在高电流效率下，可以生成臭氧、OH自由基等活性氧种。因此，与以往的Pt相比，可以减少生成相同量的臭氧时所必须的电量，从而有助于节约能量。此外，与同尺寸的电解用电极相比较时，可以在低电流密度下高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，减少电极的消耗、从而可以实现提高耐久性。在同样的电流密度下进行电解处理时，可以减小构成的电解用电极本身的尺寸。此外，由于可以减少消耗，因此也可以使表面层形成为更薄的膜。
在这种情况下，与以往仅使用铂作为在表面层中使用的电解用电极材料的情况相比，可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时，因为可以降低较为昂贵的铂的浓度(构成比例)，由此可以实现降低生产成本的目的。
就所述电解用电极而言，按照第5发明的制造方法，通过将铂和银作为靶在基体表面上成膜的溅射法，形成表面层，从而构成该电极，因此可以在基体的表面上由铂和银的合金均匀地形成表面层。为此，由于可以在基体整个表面上形成厚度均匀的铂和银的合金的表面层，因此能够在电极整个表面进行均匀的导电，从而能够实现提高臭氧、OH自由基等活性氧种的生成效率的目的。
此外，根据第2发明，将包含铂、银以及氧的合金，且铂和银中银所占的浓度为1重量％以上且50重量％以下的电解用电极材料用作如第4发明所述的形成在基体的表面上的表面层，由此在通过该电解用电极进行的电解中，在高电流效率下，可以生成臭氧、OH自由基等活性氧种。因此，与以往的Pt相比，可以减少生成相同量的臭氧时所必须的电量，从而有助于节约能量。此外，与同尺寸的电解用电极相比较时，可以在低电流密度下高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，减少电极的消耗、从而可以实现提高耐久性。在同样的电流密度下进行电解处理时，可以减小构成的电解用电极本身的尺寸。此外，由于消耗很少，因此也可以使表面层形成为更薄的膜。
在这种情况下，与以往仅使用铂作为在表面层中使用的电解用电极材料的情况相比，可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时，因为可以更进一步降低较为昂贵的铂的浓度(构成比例)，由此可以实现降低生产成本的目的。
就所述电解用电极而言，按照第6发明的制造方法，通过将铂和银作为靶，在含有氧的气氛中，在基体表面上成膜的溅射法，形成表面层，从而构成该电极，因此可以在基体的表面上均匀地由铂和银以及氧的合金形成表面层。为此，由于可以在基体表面的全体上形成厚度均匀的铂和银以及氧的合金的表面层，因此能够在电极整个表面上进行均匀的导电，从而能够实现提高臭氧、OH自由基等活性氧种的生成效率的目的。
附图说明
图1为示出本发明的电解用电极的大致结构的立体图。
图2为示出电解用电极的制造方法的流程图。
图3为示出使用了本实施例的电解用电极的臭氧水生成装置的大致说明图。
图4为示出臭氧生成效率与Ag浓度的依赖性的实验结果图。
图5为示出电解用电极的表面层的X射线衍射的数据图。
图6为图5的放大图。
图7为示出臭氧生成效率与Ag浓度的依赖性的实验结果图。
图8为示出作为其他实施例的电解用电极的立体图。
图9为示出使用了本发明的电解用电极的空气净化机的大致结构图。
图10为示出使用了本发明的电解用电极的电动洗衣机的纵断侧视图。
符号说明
1、5：电解用电极
2：基体
3：表面层
20：臭氧水生成装置
21：处理槽
22：电极
23：模拟自来水
24：阳离子交换膜
25：电源
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电解用电极的优选实施方式进行说明。图1为示出本发明的电解用电极1的大致结构的立体图。如图1所示，电解用电极1由基体2和形成在该基体2的表面上的表面层3构成。
本发明中的基体2使用钛(Ti)作为导电性材料。需要说明的是，基体2的材料并不仅限于上述材料，例如，也可以由铂(Pt)、或者钽(Ta)、锆(Zr)、铌(Nb)等阀金属(valve metal)、2种以上这些阀金属的合金、或者硅(Si)等构成。
在基体2的表面上由银(Ag)和铂(Pt)的合金，或者Ag和Pt以及氧(O)的合金形成表面层3。对于该Ag和Pt的合金的浓度(重量％，构成比例)或者，Ag和Pt以及O的浓度(重量％，构成比例)的详细说明，将在下文中进行。该表面层3制成特定的厚度，例如150nm。需要说明的是，该表面层3的膜厚可以为100nm～10μm。如果该膜过于薄，则在基体2上无法充分形成由Ag和Pt、或者由Ag、Pt和O构成的覆膜，从而会导致耐久性的降低。另外，如果厚度过厚，则会成为高成本的原因。
接下来，参照图2的流程图对本发明的电解用电极1的制造方法进行说明。首先，实施作为电解用电极1的基体2的Ti基板的前处理工序。在前处理工序中，首先，在步骤S1中，将用作基体2材料的Ti基板加工成特定的尺寸，在此情况下为10cm见方、厚度1mm。随后，在步骤S2中，用砂纸打磨该Ti基板的表面，并进行水洗(步骤S3)。由此，将表面的污染物质除去，对表面进行平面处理。进一步，对Ti基板的表面进行下述清洗步骤：采用超声波清洗进行的丙酮清洗(步骤S4)以及采用超声波清洗进行的水洗(步骤S5)，随后，在步骤S6中，在沸腾条件下，利用草酸对Ti基板进行5分钟蚀刻处理，将该Ti基板表面上形成的自然氧化膜除去。通过上述处理，使得基板2的表面形成更为平面的状态。随后，在步骤S7中用纯水对基板2的表面进行漂洗(超声波清洗)，从而完成前处理工序。前处理工序完成后，进行步骤S8，将该基体2(Ti基板)导入到现有的溅射装置的腔内，进行成膜。
在本实施例中，在基体2上形成表面层3是通过溅射法来实施的。在此，使用高频率磁控管溅射装置，通过Pt和Ag的同时溅射，在基体2的表面上形成Pt-Ag合金薄膜。为了使表面层3由Pt和Ag合金构成，溅射的条件是：使用表面层构成材料即纯度3N的Pt和纯度3N的Ag作为靶，高频输出功率为100W，使用纯度为6N以上的Ar作为溅射气体，气压为5mTorr，在室温下实施了10分钟的成膜过程(步骤S8)。需要说明的是，就Pt和Ag而言，将各自纯度的Pt和Ag以各自特定的量，相邻地放置并通过溅射法在基体2上成膜。对于该Pt和Ag的使用比例的详细说明，将在下文中进行。另外，并不仅限于上述方法，也可以为下述的方法：将特定纯度的Pt和Ag按照特定比例预先混合，并将混合后的物质用作靶，通过溅射法在基体2的表面上成膜。
由此，在基体2的表面上形成了厚度为150nm左右的表面层3。需要说明的是，如上所述，该表面层3的厚度并不仅限于该厚度，可以为100nm～10μm。通过上述的工序，在基体2的表面上形成适当厚度、适当含量、面内均匀性高的特定Pt-Ag浓度(重量％，构成比例)的表面层3。
需要说明的是，在本实施例中，举例出溅射法作为表面层3的成膜方法并进行了说明，但并不仅限定于该方法，例如也可以为CVD法、离子镀法(Ion-Plating Method)、激光烧蚀法、镀覆法、热分解法、喷镀法等。
随后，进行步骤S9，将形成有表面层3的电解用电极1裁切成特定的尺寸，例如，裁切成5cm×2cm。在本实施例中，通过裁切加工进行裁切，但并不仅限定于此，也可以利用模具的冲压(press)加工或者激光加工等。
随后，参照图3对使用上述实施例中制造的电解用电极1，通过电解生成臭氧的过程进行说明。图3为示出使用了本实施例的电解用电极1的臭氧水生成装置20的大致说明图。臭氧水生成装置20由下述部分构成：处理槽21、如上所述作为阳极的电解用电极1、作为阴极的电极22、阳离子交换膜24、向电极1、22施加直流电流的电源25。另外，在该处理槽21内储存有作为电解质溶液的模拟自来水23。
电解用电极1为利用如上所述的制造方法制作的电极。在臭氧水生成装置20中使用的电解用电极1使用的是改变了表面层3的Pt和Ag的浓度(重量％，构成比例)的电极。具体来说，使用如下电极：
Pt为100重量％的电极；
Pt为99重量％、Ag为1重量％的电极；
Pt为98.5重量％、Ag为1.5重量％的电极；
Pt为98重量％、Ag为2重量％的电极；
Pt为97.5重量％、Ag为2.5重量％的电极；
Pt为97重量％、Ag为3重量％的电极；
Pt为96重量％、Ag为4重量％的电极；
Pt为94重量％、Ag为6重量％的电极；
Pt为92重量％、Ag为8重量％的电极；
Pt为90重量％、Ag为10重量％的电极；
Pt为86重量％、Ag为14重量％的电极；
Pt为72重量％、Ag为28重量％的电极；
Pt为50重量％、Ag为50重量％的电极；
Pt为30重量％、Ag为70重量％的电极；
Pt为10重量％、Ag为90重量％的电极；
Ag为100重量％的电极。由此，通过分别测定将上述的各电解用电极1作为阳极使用时的臭氧生成量，来对各电解用电极1进行评价。
需要说明的是，通过荧光X射线分析来进行各电解用电极1的表面层3的组成分析。荧光X射线分析按照如下的测定条件进行：X射线真空管为Rh靶、X射线检测器的检测元素范围Na～U、分辨率为149eV以下，在真空气氛下的测定范围为
Figure GSA00000064134200071
7mm以下。
另一方面，在该情况下，阴极电极22使用铂。除此之外，还可以将与该电解用电极1同样地构成的电极作为阴极电极使用，可以转换极性使用。
阳离子交换膜24是由对于过氧化氢这样的氧化剂具有耐久性的氟树脂类膜构成的。另外，在本实施例中经电解处理的电解质溶液为模拟自来水制成的水溶液，该模拟自来水23的成分组成是Na+为5.75ppm、Ca2+为10.02ppm、Mg2+为6.08ppm、K+为0.98ppm、Cl-为17.75ppm、SO4 2-为24.5ppm、CO3 2-为16.5ppm。导电率为160μS/cm。
按照上述的结构，在处理槽21内，在由阳离子交换膜24间隔而成的阳极一侧和阴极一侧分别储存150ml水温为+20℃的模拟自来水23，总计共储存300ml。电解用电极1以及电极22分别浸渍在阳极一侧的模拟自来水以及阴极一侧的模拟自来水中，并将阳离子交换膜24夹在中间。需要说明的是，在本实施例中电解用电极1以及电极22的面积为50mm×20mm(浸渍部分为20mm×15mm)，电极之间的距离为10mm。而且，通过电源25向电解用电极1以及电极22之间施加电流密度为100mA/cm2左右的恒定电流。
需要说明的是，本实施例中利用电解用电极1得到的臭氧生成量使用如下方法测定：使用靛蓝法(HACH、DR-3000)测定在上述条件下电解1分钟后模拟自来水23中的臭氧浓度。
接下来，使用图4对臭氧生成效率与Ag浓度(重量％，构成比例)的依赖关系进行说明。图4示出了在本实施例中上述各电解用电极1在上述同样的条件下各自的臭氧生成率。在该图4中，纵轴表示臭氧生成率(％)，横轴表示构成电解用电极1的表面层3的Ag的浓度(重量％，构成比例)。
根据该图4的实验结果，在电解用电极1的表面层3全部由Pt构成的情况下，臭氧的生成率为约0.6％，而随着Ag浓度缓慢上升，臭氧的生成率逐渐升高，在图4的实验中，当Ag的浓度为4重量％时臭氧的生成率达到峰值约3.2％。随后，随着Ag浓度缓慢上升，臭氧生成率逐渐降低，当Ag浓度为14重量％时，臭氧的生成率为约1.6％，当Ag的浓度为28重量％时，臭氧的生成率为约1.2％，当Ag的浓度为50重量％时，臭氧的生成率为约0.7％。之后，同样地，随着Ag浓度缓慢的上升，臭氧的生成率也逐渐缓慢降低，就Ag为100重量％的电解用电极而言，有时电极会马上溶解，因此臭氧的生成率为0％。需要说明的是，在任何情况下，在产生臭氧的时候，也同时产生OH自由基等活性氧种。
如上所述，当Pt-Ag的表面层3的Ag浓度为1重量％以上且50重量％以下时，臭氧生成率为约0.7％以上，与电解用电极1的表面层3全部由Pt构成的情况相比，可以使得臭氧的生成效率较高。特别地，当Ag浓度为2重量％以上且14重量％以下时，臭氧的生成率为约1.5％以上，并且可以进一步提高臭氧的生成效率。另外，当Ag浓度为3重量％以上且6重量％以下时，臭氧的生成率为约2.9％以上，可以显著地提高臭氧的生成效率。
在此，对各电解用电极1的表面层3的晶体结构进行观察，所述各电解用电极1为改变了构成表面层3的Ag相对于Pt的浓度的各电解用电极1。图5示出了各Ag浓度的电解用电极的X射线衍射的数据，图6示出了将图5的20从43°到47°进行扩大的X射线衍射数据。
在该情况下，通过X射线衍射测定法来对下述电解用电极1的晶体结构进行分析：Ag相对于Pt和Ag的总量的浓度为0、1重量％、3重量％、6重量％、28重量％、40重量％、80重量％、100重量％的各电解用电极1。该X射线衍射测定的条件如下：X射线源为Cu转动靶(ロ一タ一タ一ゲツ卜，rotor target)、在45kV、360mA下，就缝隙而言，入射一侧：1.0mm×5mm、检测一侧为Parallel soller缝隙(0.12deg)，测定方法采用θ-2θ法。
由此，就表面层3为由100重量％Pt制作而成的电解用电极1的X射线衍射图谱而言，如各图中最下段中所示的衍射峰(2θ)，在39.6°附近，能够观察到Pt(111)的峰。此外，在46.3°能够观察到Pt(200)的峰。就表面层3为由100重量％Ag制作而成的电解用电极1的X射线衍射图谱而言，如各图中最上段中所示的衍射峰(2θ)，在38.2°附近，能够观察到Ag(111)的峰，在44.4°附近能够观察到Ag(200)的峰，在64.7°附近能够观察到Ag(220)的峰。
接下来，按从上段到下段的顺序示出了表面层3中Ag相对于Pt的浓度升高的情况。在此，对显示特征变化的Ag(200)峰和Pt(200)峰之间的峰的变化进行观察。可知在100重量％Pt时在46.3°附近的Pt(200)峰，随着Ag的浓度的升高，缓慢地减小，逐渐接近100重量％Ag时在44.4°附近的Ag(200)峰。
构成表面层的Pt以及Ag的晶体结构均为面心立方结构(fcc)。如上所述，伴随着Ag浓度(重量％)的变化，当注意观察Ag(200)峰位置的变化时，伴随Ag浓度(重量％)的增加，可知从Pt的46.3°开始到Ag的44.4°之间，衍射角度2θ连续地变化。由上述结果可知，当Ag相对于Pt的浓度升高时，Pt和Ag一边维持面心立方结构的晶体结构，一边进行合金化。
为此，在表面层3中仅存在有Ag的情况下，其耐腐蚀性不够充分，但通过所述的晶体结构分析显示，就构成电解用电极1的表面层3的Ag和Pt而言，由于产生了合金化，从而可以大幅提高耐腐蚀性。
此外，就该晶体的晶格常数而言，已知从100重量％Pt时的0.3923nm连续地变化到100重量％Ag时的0.4078nm。由此可知，当考虑上述臭氧生成效率与Ag浓度的依赖关系时，可以发现与100重量％Pt的表面层3相比，根据上述的实验结果，当Ag相对于Pt的浓度在1重量％～50重量％的范围之内这种特定量时，构成表面层3的晶体结构与仅存在Pt时的晶体结构相比时，在特定范围内的晶格常数变大，可以推测所述的晶格常数和形成合金的Ag和Pt之间的比例有助于显著地提高臭氧的生成效率。
由此可知，将包含Pt和Ag的合金(Ag的浓度为1重量％以上且50重量％以下)的电解用电极材料用作形成在基体2的表面上的表面层3，在利用该电解用电极1的电解中，在高电流效率下，可以生成臭氧、OH自由基等活性氧种。因此，与以往相比，可以减少在生成同样量的臭氧时所必须的电量，能够有助于节约能量。另外，与同尺寸的电解用电极相比较时，在低电流密度下可以高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，减少电极的消耗，从而实现提高耐久性。在同样的电流密度下进行电解处理时，可以减小构成的电解用电极本身的尺寸。此外，由于消耗较少，因此也可以使表面层3形成为更为薄的膜。
此外，与以往在表面层中仅使用Pt作为电解用电极材料的情况相比，其可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时由于可以降低比较昂贵的Pt的浓度(构成比例)，因此可以实现降低生产成本的目的。此外，不需要为了使电解用电极的表面积扩大而加工成网状、多孔状，与以往仅由Pt构成的电解用电极相比，可以更为高效地生成臭氧，从而可以实现降低生产成本的目的。
此外，在本实施例中，通过下述方法构成电解用电极1：通过将基体2作为试样，以Pt和Ag作为靶，在基体2的表面上成膜的溅射法，形成表面层3，由此，可以在基体2的表面上均匀地形成由Pt和Ag合金形成的表面层3。由此，因为可以在基体2的表面的全体上形成厚度均匀的Pt和Ag合金的表面层3，因此使得电极1整个表面可以均匀地导电，从而能够实现提高臭氧、OH自由基等活性氧种的生成效率的目的。
需要说明的是，形成表面层3的Ag和Pt合金并不仅限于上述，也可以由向Ag和Pt中加入氧(O)而形成的合金来形成。在这种情况下，就表面层3的形成而言，除了上述溅射条件之外，还使用了作为溅射气体的纯度6N以上的Ar和纯度6N以上的O2。此时，将导入溅射装置腔内的溅射气体O2的流量设定为氧气浓度为15～19％。
图7示出了，表面层3为由Pt-Ag-O合金构成的电解用电极1的臭氧生成效率与Ag浓度(重量％)的依赖性。需要说明的是，为了较为容易地与图4中的Pt-Ag浓度比相比较，Ag浓度表示的是将Pt和Ag的总量设定为100％时的Ag重量％。
由此，电解用电极1的表面层3全部由Pt构成的情况时的臭氧生成率为约0.6％，而随着Ag浓度缓慢的上升，臭氧的生成率也逐渐上升，在图7的实验中，Ag的浓度为5重量％时臭氧生成率为约0.7％，Ag的浓度为9重量％时臭氧生成率为1.8％，Ag的浓度为10重量％时臭氧生成率为2.2％，Ag的浓度为11重量％时臭氧生成率为2.4％，Ag的浓度为12重量％时臭氧的生成率为2.1％，Ag的浓度为15重量％时的臭氧生成率为1.3％，Ag的浓度为21重量％时的臭氧生成率为0.8％，Ag的浓度为30重量％时的臭氧生成率为0.5％。
在图7中，点画线表示的是上述图4中所示出的使用Pt-Ag电解用电极1时的情况。由此可知，即使使用向Pt-Ag中添加氧而形成的合金，与仅由Pt构成电解用电极1的表面层3的情况相比，同样可以更为高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种。特别是，当Ag的浓度在5重量％～21重量％时，与仅使用Pt作为表面层3使用的情况相比，臭氧的生成效率更高，进一步，Ag的浓度为9重量％～12重量％时，臭氧的生成效率变得更高。
为此，即使将包含Pt-Ag-O的合金(Ag的浓度为1重量％以上且50重量％以下)的电解用电极材料用作形成在基体2表面上的表面层3，在利用该电解用电极1进行的电解中，也可以实现以低电流密度高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种。
此时，与以往在表面层中仅使用铂作为所用的电解用电极材料的情况相比，可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时，由于可以更进一步地降低比较昂贵的铂的浓度(构成比例)，因此能够实现降低生产成本的目的。在加入氧的情况下，与由上述仅包含Pt-Ag的表面层3的情况相比，虽然在相应的Ag的比例下臭氧的生成效率降低，但用作生成特定范围的臭氧的电解用电极时，由于可以更进一步地降低Pt、Ag的使用量，因此可以实现降低生产成本的目的。
需要说明的是，在上述实施例中，电解用电极1通过下述方法构成：通过以基体2作为试样、以Pt和Ag作为靶，在含有氧的气氛中，在基体2的表面上成膜的溅射法，形成表面层3，由此，可以在基体2的表面上均匀地形成由Pt、Ag和O的合金形成的表面层3。由此，由于可以在基体2的表面的全体上形成厚度均匀的Pt、Ag以及O合金的表面层3，从而使得电极的整个表面可以均匀地导电，并从而实现提高臭氧、OH自由基等活性氧种的生成效率的目的。
需要说明的是，在上述各实施例中，通过列举出下述电解用电极1来进行说明，该电解用电极1是在基体2的表面上形成有由特定的浓度(重量％，构成比例)的Ag和Pt构成的合金、或者由特定的浓度(重量％，构成比例)的Ag和Pt以及O构成的合金所形成的表面层3的板状电解用电极1，但并不仅限于上述情况。例如，如图8所示，也可以为电解用电极5，所述电解用电极5为：在由Ti等阀金属(弁金属)形成的网状基体的表面上形成有由特定的浓度(重量％，构成比例)的Ag和Pt构成的合金、或者由特定的浓度(重量％，构成比例)的Ag和Pt以及O构成的合金所形成的表面层。需要说明的是，并不仅限于网状电极，除此之外，也可以为多孔电极、棒状电极、钢丝式电极、带状电极。另外，基体的表面上并不仅限于形成包含Ag和Pt等的合金的表面层，使用由该Ag和Pt以特定的浓度(重量％，构成比例)构成的合金、或者由Ag和Pt以及O以特定的浓度(重量％，构成比例)构成的合金作为电极催化剂材料(电解用电极材料)，可以实现同样的效果。
接下来，参照图9，对使用了臭氧水生成装置20的空气净化机30进行说明，在所述臭氧水生成装置20中使用了上述电解用电极1。图9示出了空气净化机30的大致结构图。31为水槽、该水槽31的储存水中，浸渍着构成阳极的如上所述的电解用电极1和构成阴极的电极32。在这种情况下，电极32采用在Ti基板上形成了Pt表面层的电极。通过通常的操作从直流电源33向电极1和32供给100～500mA的恒定电流。需要说明的是，该电源33也可以为恒压电源。
在所述的空气净化机30中，设置了通风室内空气的空气过滤器34，且其通过设置有泵35的导水管36将水槽31内的电解水运送到空气过滤器34的上方，并滴加到该空气过滤器34上。
就所述的结构而言，通过臭氧水生成装置20的电源33，使构成阳极的电极1和构成阴极的电极32之间流通着直流电流，从而使得在水槽31内生成含有臭氧、OH自由基等活性氧种的电解水。之后，利用泵35通过导水管36将该电解水滴加到空气过滤器34上。由此，使得通过图中未示出的鼓风机向空气过滤器34循环供给的室内空气，在通过空气过滤器34时被净化、除菌处理。由于该臭氧水生成装置20的阳极采用如上所述的在低电流下可以高效率地生成臭氧的电解用电极1，因此可以稳定地产生臭氧等活性氧种，能够长期地发挥空气净化功能以及除菌功能。
接下来，参照图10，对使用了臭氧水生成装置20的电动洗衣机进行说明，在所述臭氧水生成装置20中使用了如上所述的本发明涉及的电解用电极1。图10示出了电动洗衣机40的纵断侧视图，就电动洗衣机40而言，在构成外壳的外罩(ハウジング，housing)41的内部上方设置有洗涤槽44，在其内部下方设置有储水槽50。在外罩41的前面上部，形成了外罩的开口41A，其可以自由开闭并通过门扇42使其闭塞。图中43为在外罩41的前面上部设置的控制面板。
电动洗衣机40具备洗涤槽(收纳室)44，该洗涤槽44由外槽45以及设置在该外槽45内的收纳洗涤物品的圆筒状转筒(drum)(内槽)46所构成。并且，在外槽45的背面设置有DD发动机47，通过该DD发动机47使得转筒46能够在外槽45内旋转。
在外槽45的上方，设置有注水口单元48。该注水口单元48为清洗水和漂洗水进入外槽45内时通过的单元，且具备如上所述的臭氧水生成装置20。另外，该臭氧水生成装置20是由与上述空气净化机30中的结构大致相同的装置构成的。
洗涤槽44的下方设置的储水槽50，其是储存从外槽45中排除的水、通过图中未示出的洗澡水用泵抽出的洗澡用水的装置。在储水槽50的附近，设置有将该储水槽50内的水抽出的循环泵51。在臭氧水生成装置20中，由注水口单元48提供的水短暂停留，在此期间，使来自上述直流电源33的直流电流在构成阳极的电解用电极1和构成阴极的电极32之间流通，从而在该注水口单元48所提供的水中产生臭氧。将该臭氧水供给到清洗以及漂洗时的外槽45内。由此，在该电动洗衣机40内，可以通过在自来水中生成的臭氧水实现清洗、漂洗的运转。
需要说明的是，采用本发明的电解用电极1的实施方式，并不仅限于上述空气净化机30以及电洗衣机40，也可以为使用含有特定浓度臭氧的臭氧水的各种机器中，例如，对于臭氧水生成器是有效的。在该臭氧水生成器中，在使用网电极时，也可以使用隔膜作为零间隔。另一方面，在不使用网电极的情况下，使板状电解用电极对置，并希望该电极间的间隔为0.1～10mm。此时，也可以使用隔膜或不使用隔膜。

Claims (9)

1.一种电解用电极材料，其为包含铂和银的合金，其中，所述银的浓度为2重量％以上且14重量％以下。
2.权利要求1所述的电解用电极材料，其中，所述银的浓度为3重量％以上且6重量％以下。
3.一种电解用电极材料，其为包含铂、银以及氧的合金，其中，铂和银的总量中银的浓度为9重量％以上且12重量％以下。
4.一种电解用电极，其由基体以及形成在该基体表面上的表面层构成，其中，上述表面层为包含铂和银的合金，并且所述银的浓度为2重量％以上且14重量％以下。
5.一种通过电解生成选自臭氧和OH自由基的活性氧种的电解用电极，其由基体以及形成在该基体表面上的表面层构成，其中，
上述表面层为包含铂、银以及氧的合金，并且铂和银的总量中所述银的浓度为9重量％以上且12重量％以下。
6.一种制造权利要求4所述的电解用电极的方法，该方法包括，通过使用包含铂和银的靶在上述基体表面上成膜的溅射法，形成上述表面层。
7.一种制造权利要求5所述的电解用电极的方法，其中，通过溅射法形成上述表面层，所述溅射法中，使用包含铂和银的靶在含有氧的气氛中在上述基体的表面上成膜。
8.一种空气净化机，其使用了采用权利要求4或5所述的电解用电极的臭氧水生成装置。
9.一种电动洗衣机，其使用了采用权利要求4或5所述的电解用电极的臭氧水生成装置。
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