JP2002137908A - Hydrogen peroxide generating apparatus - Google Patents

Hydrogen peroxide generating apparatus

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JP2002137908A
JP2002137908A JP2000327655A JP2000327655A JP2002137908A JP 2002137908 A JP2002137908 A JP 2002137908A JP 2000327655 A JP2000327655 A JP 2000327655A JP 2000327655 A JP2000327655 A JP 2000327655A JP 2002137908 A JP2002137908 A JP 2002137908A
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JP
Japan
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anode
hydrogen peroxide
box
cathode
container
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Application number
JP2000327655A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Hirayama
隆之 平山
Takeshi Kamimura
毅 上村
Yoshiyuki Shimo
義之 霜
Yoshinori Mizuta
美能 水田
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mitsubishi Oil Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized hydrogen peroxide generating apparatus. SOLUTION: In an apparatus generating hydrogen peroxide by electrifying in a cathode 10 and an anode 3, an electroconductive material 17 is installed inside of a container 1. An anode box 2, in which the anode 3 is installed, can be attached to and detached from the container 1 easily and freely. Outside of the anode box 2 in the container, the cathode 10 is installed and an oxygen containing water 6 is put. A membrane 5 is also installed at a part of the anode box 2 and between the anode 3 and the cathode 10 so as to pass current between both the electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はオンサイトで簡単に
過酸化水素を発生できる過酸化水素発生装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen peroxide generator capable of easily generating hydrogen peroxide on site.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、過酸化水素は工業用薬品としての
需要が増加する傾向があり、その中でも水処理、排水処
理や、半導体の基板洗浄等の利用が注目されている。一
方、食品、医療品等の殺菌剤として次亜塩素酸等の代替
としての利用も注目されつつある。このような過酸化水
素溶液の需要増加の要因としては、近年の環境汚染に対
する配慮によるものが大きく、つまり過酸化水素は分解
しても水と酸素になるため環境への負荷が極めて少ない
ことが挙げられる。現在、主流になっているアントラキ
ノンの水添、酸化による製造では、製品輸送を効率的に
行えるよう、約50〜60%と高濃度のものが出荷され
ている。過酸化水素は高濃度では危険物に当たるため、
貯蔵法や輸送法には細心の注意を必要とする。ところ
が、過酸化水素を使用するユーザーにとっては、使用時
には高濃度である必要はなく、用途に応じて高濃度のも
のを希釈して使用するのが普通である。従って、危険物
の範囲外となる中・低濃度の過酸化水素を、必要なとき
に、必要なだけ、必要な場所で、簡便に生産できる方法
が有れば、ユーザーにとって危険物を扱う必要がなく、
取扱い上の安全性、至便性の上で極めて有益である。使
用場所での簡便な過酸化水素の製造法としては、ガス拡
散陰極中へ酸素を吹き込み、電解還元してアルカリ性の
過酸化水素を製造する方法等が種々提案されている。例
えば、特公昭59−15990号公報には陽極/アルカ
リ水溶液/隔離板/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素の
例が開示されている。また、SudohらのJ.Chem.Eng.Japa
n,18巻,409p(1985)には陽極/アルカリ水溶液/イオン
交換膜/アルカリ水溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/
酸素の例が開示されている。工業的な応用としては、パ
ルプ漂白への応用例として、特開平6−200389号
公報、特開平6−88273号公報、特開平9−176
886号公報等に開示されている。また、化学工業プラ
ントや発電所で使用される冷却用海水の殺菌への応用例
として特開平9−228084号公報、特開平11−2
29168号公報等に開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, demand for hydrogen peroxide as an industrial chemical has tended to increase. Among them, use of water treatment, waste water treatment, semiconductor substrate cleaning, and the like have attracted attention. On the other hand, utilization as a substitute for hypochlorous acid or the like as a bactericide for foods, medical products and the like is attracting attention. A major factor in the increase in demand for such a hydrogen peroxide solution is due to recent considerations for environmental pollution.In other words, even if hydrogen peroxide is decomposed, it is converted into water and oxygen, so the burden on the environment is extremely small. No. At present, in the mainstream production of anthraquinone by hydrogenation and oxidation, those having a high concentration of about 50 to 60% have been shipped so that products can be transported efficiently. Hydrogen peroxide can be dangerous at high concentrations,
Great care must be taken in storage and transport methods. However, for a user using hydrogen peroxide, it is not necessary to use a high concentration at the time of use, and it is common to dilute a high concentration according to the application. Therefore, if there is a method that can easily produce medium and low concentration hydrogen peroxide that is out of the range of dangerous substances when and where it is needed, where it is needed, it is necessary for users to handle dangerous substances. Without
It is extremely useful in terms of handling safety and convenience. As a simple method of producing hydrogen peroxide at a place of use, various methods have been proposed, such as a method in which oxygen is blown into a gas diffusion cathode and electrolytic reduction is performed to produce alkaline hydrogen peroxide. For example, Japanese Patent Publication No. 59-15990 discloses an example of a cathode composed of an anode / aqueous alkaline solution / separator / gas diffusion electrode / oxygen. Also, J. Chem. Eng. Japa of Sudoh et al.
n, Vol. 18, 409p (1985): Anode / aqueous alkaline solution / ion exchange membrane / alkaline aqueous solution / cathode composed of gas diffusion electrode /
Examples of oxygen are disclosed. As industrial applications, examples of application to pulp bleaching include JP-A-6-200389, JP-A-6-88273, and JP-A-9-176.
No. 886, and the like. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-228084 and 11-2 disclose examples of application to sterilization of cooling seawater used in chemical industry plants and power plants.
No. 29168 and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、何れの装置
も陽陰極室に塩基性あるいは酸性水溶液を流通させ、電
解装置以外の付帯設備、例えばアルカリ性水溶液等の電
解液貯槽や送液用ポンプ等が別途必要となり、装置全体
としてはかなり大がかりなものとなる。したがって、実
際はある場所に据え付け固定させるのが実状であり、家
庭用に持ち運びすることを考えて設計されていない。ま
た、陽極電解液を循環使用するために、反応後に排液さ
れる陽極電解液を電解装置に再供給していくと、補充さ
れるアルカリ液中に含まれる不純物が原因で、経時的に
電流効率が低下し、槽電圧が上昇し、さらにはイオン交
換膜の劣化等を引き起こす虞がある。さらに塩基性水溶
液の濃度は、特開平6−200389号公報に記載され
ているように0.9mol/l以上を必要とするので、
経済的な観点及び環境保全の観点から、陽極室から排出
される塩基性水溶液はアルカリ(例えば、苛性ソーダ)
を補充して、電解反応以前のアルカリ濃度となるように
調製される。アルカリ補充頻度を低減させるためには、
陽極電解質液量を増加させるか、アルカリ濃度を増加さ
せなければならない。装置を小型化するためには実質ア
ルカリ濃度を増加させる方法が現実的であるが、濃度が
増加して塩基性が強まると、陽極室と陰極室を仕切って
いる隔膜、通常はイオン交換膜、が劣化する虞がある。
そこで、本発明は、このような実状に鑑みなされたもの
であり、その目的は、装置の小型化を図れる過酸化水素
発生装置を提供することにある。
However, in any of the apparatuses, a basic or acidic aqueous solution is circulated in the positive and negative electrode chambers, and ancillary equipment other than the electrolytic apparatus, such as an electrolytic solution storage tank for an alkaline aqueous solution and a pump for sending liquid, are used. This is required separately, and the whole apparatus becomes considerably large. Therefore, in reality, it is actually installed and fixed in a certain place, and it is not designed in consideration of carrying around for home use. Also, when the anolyte discharged after the reaction is resupplied to the electrolyzer in order to use the anolyte circulating, the current over time may be reduced due to impurities contained in the replenished alkaline solution. The efficiency may be reduced, the cell voltage may be increased, and the ion exchange membrane may be deteriorated. Further, since the concentration of the basic aqueous solution requires 0.9 mol / l or more as described in JP-A-6-200389,
From an economic and environmental point of view, the basic aqueous solution discharged from the anode compartment is alkali (eg, caustic soda).
To make the alkali concentration before the electrolytic reaction. To reduce the frequency of alkali replenishment,
The amount of anolyte solution must be increased or the alkali concentration must be increased. In order to reduce the size of the apparatus, it is practical to increase the alkali concentration.However, when the concentration increases and the basicity increases, the membrane separating the anode chamber and the cathode chamber, usually an ion exchange membrane, May be deteriorated.
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrogen peroxide generator capable of reducing the size of the apparatus.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の過酸化水素発生装置は、陰極及び陽極に通
電して過酸化水素を発生させる装置において、容器の内
部に、導電性物質が入ると共に前記陽極が配設された陽
極ボックスを着脱自在に設け、該陽極ボックスの外側に
前記陰極を設けると共に酸素含有水を入れ、かつ、陽極
と陰極との間の陽極ボックスの一部に、電極間に電流が
流れるように隔膜を設けたものである。
In order to achieve the above object, a hydrogen peroxide generator according to the present invention is an apparatus for generating hydrogen peroxide by energizing a cathode and an anode. An anode box in which a substance enters and the anode is disposed is detachably provided, the cathode is provided outside the anode box and oxygen-containing water is supplied, and a part of the anode box between the anode and the cathode is provided. In addition, a diaphragm is provided so that a current flows between the electrodes.

【0005】前記陽極ボックスに、ボックス内の気体を
ボックス外に流出させる開放部を設けることが好まし
い。また、前記導電性物質が塩基性ゲル状電解質又は塩
基性固体電解質であることが好ましい。塩基性ゲル状電
解質又は塩基性固体電解質が、アクリル酸とアクリル酸
塩とを架橋剤を用いて共重合してポリアクリル酸塩類を
調製し、このポリアクリル酸塩類の未架橋部分を除去
し、除去後、このポリアクリル酸塩類を粒状化した吸水
性ポリマーにより増粘されたものであることが好まし
い。
[0005] It is preferable that the anode box is provided with an opening for allowing gas in the box to flow out of the box. Preferably, the conductive material is a basic gel electrolyte or a basic solid electrolyte. A basic gel electrolyte or a basic solid electrolyte is prepared by copolymerizing acrylic acid and acrylate using a crosslinking agent to prepare polyacrylates, and removing an uncrosslinked portion of the polyacrylates, After removal, the polyacrylate is preferably thickened by a granulated water-absorbing polymer.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。図1は本発明の過酸化水素発
生装置の一例を示す図である。図1において、1は容器
を示し、この容器1は、上方が開放された容器本体のみ
であってもよいし、図2に示すように容器本体1aと上
蓋1bとから構成してもよい。容器1は、例えば直方体
状、円筒体状等のものが用いられる。容器1の材質は、
絶縁性でかつ長期の間に変形を起こさないものであり、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、NBR、PV
C、テフロン(登録商標)、表面を絶縁物質でコーティ
ングした合金属等が挙げられる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the hydrogen peroxide generator of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a container, and the container 1 may be only a container main body whose upper part is opened, or may be composed of a container main body 1a and an upper lid 1b as shown in FIG. The container 1 has, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. The material of the container 1 is
It is insulative and does not deform for a long time,
For example, polyethylene, polypropylene, NBR, PV
C, Teflon (registered trademark), and a composite metal whose surface is coated with an insulating material.

【0007】容器1内には、陽極ボックス2が着脱自在
に設けられている。陽極ボックス2は、図3に示すよう
に、ボックス本体2aと上蓋2bとから構成して、陽極
ボックス2内への陽極3等の設置を行った後に上蓋2b
をボックス本体2aに固着してもよいし、図4に示すよ
うに、上蓋2cを取り外し可能な構造に形成してもよ
い。陽極ボックス2は、例えば直方体状や円筒体状等の
ものが用いられ、図示例では直方体のものが用いられて
いる。陽極ボックス2の上部(又は上蓋)には、図1に
示すように、陽極ボックス2の持ち運びが容易になるよ
うに2つの取っ手4が取り付けられている。陽極ボック
ス2の材質は絶縁性でかつ塩基性物質に浸食されないも
のであれば特に限定されず、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン、NBR、PVC、テフロン、表面を絶縁物
質でコーティングした合金属等が挙げられる。陽極ボッ
クス2は、陽極3と隔膜5の距離が0.5〜10cmの
範囲になるように構成することが好ましい。また、陽極
ボックス2は、容器1内に入れられる酸素含有水6の水
面よりも高くなるように設定し、特に結線端子部分への
水の付着を防げるよう、水面より5cm以上高く設定す
ることが好ましい。
In the container 1, an anode box 2 is provided detachably. As shown in FIG. 3, the anode box 2 is composed of a box body 2a and an upper lid 2b, and after the anode 3 and the like are installed in the anode box 2, the upper lid 2b
May be fixed to the box body 2a, or the upper cover 2c may be formed in a removable structure as shown in FIG. The anode box 2 has, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. In the illustrated example, a rectangular parallelepiped shape is used. As shown in FIG. 1, two handles 4 are attached to the upper part (or upper lid) of the anode box 2 so that the anode box 2 can be easily carried. The material of the anode box 2 is not particularly limited as long as it is insulative and does not corrode by the basic substance, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, NBR, PVC, Teflon, and a composite metal whose surface is coated with an insulating substance. The anode box 2 is preferably configured so that the distance between the anode 3 and the diaphragm 5 is in the range of 0.5 to 10 cm. In addition, the anode box 2 is set to be higher than the water surface of the oxygen-containing water 6 to be put in the container 1, and in particular, it is set to be higher than the water surface by 5 cm or more so as to prevent adhesion of water to the connection terminal portion. preferable.

【0008】陽極ボックス2内の中央部には、陽極3が
設けられている。陽極3は、陽極物質が溶出すると隔膜
5を汚染する虞があるため、アルカリ溶液中で溶出せ
ず、かつ酸化反応に対する耐性が高い金属を使用するこ
とが好ましい。陽極物質としては、過電圧が小さく、し
かも消耗が他の金属や酸化物と比較して極めて小さい物
質が良く、従って長期間殆ど変化することなく使用でき
る金、白金、イリジウム、ルテニウム、ニッケル、チタ
ン等の金属又はそれらの酸化物、さらにはそれらの合金
等が使用できる。さらに、単位面積当たりの表面積が大
きい金属ウェッブも使用することができる。金属ウェッ
ブの材質としては、ニッケル、ステンレススチール、
鉄、銅、白金、及びそれらの合金等が挙げられる。陽極
3の形状としては特に制限はないが、板状、網状あるい
は棒状のものが好ましく使用される。例えば矩形状の寸
法安定性電極が図示例では使用されている。具体的に
は、図1に示すように、陽極3は、陽極ボックス2内の
中央部であって、4側面のうち面積が大きい2つの対向
する側面(大側面)2dと平行に配置され、電極支持体
7の一端に取り付けられている。電極支持体7は、陽極
ボックス2の上面を貫通して、その他端に陽極3に導通
された結線用端子8が設けられている。電極支持体7
は、陽極ボックス2を容器1に設置した際には、他端が
容器1の外側まで延出する長さに形成されている。
An anode 3 is provided in the center of the anode box 2. Since the anode 3 may contaminate the diaphragm 5 when the anode material elutes, it is preferable to use a metal which does not elute in an alkaline solution and has high resistance to an oxidation reaction. As the anode material, a material having a small overvoltage and a very small consumption compared with other metals and oxides is preferable, and thus gold, platinum, iridium, ruthenium, nickel, titanium, etc. which can be used for a long time with almost no change. Or their oxides, and their alloys, etc. can be used. Further, a metal web having a large surface area per unit area can be used. Nickel, stainless steel,
Examples include iron, copper, platinum, and alloys thereof. The shape of the anode 3 is not particularly limited, but a plate, a net, or a rod is preferably used. For example, a rectangular dimensionally stable electrode is used in the illustrated example. Specifically, as shown in FIG. 1, the anode 3 is located in the center of the anode box 2 and is arranged in parallel with two opposing side surfaces (large side surfaces) 2 d having a large area among the four side surfaces, It is attached to one end of the electrode support 7. The electrode support 7 penetrates the upper surface of the anode box 2, and a connection terminal 8 that is electrically connected to the anode 3 is provided at the other end. Electrode support 7
When the anode box 2 is installed in the container 1, the other end is formed to have a length extending to the outside of the container 1.

【0009】陽極ボックス2の大側面2dの一方又は両
方には、開口部9が設けられている。開口部9の形状、
大きさ、個数は、電極間に十分に電流が流れるように設
定されるならば特に限定されない。開口部9は、例え
ば、図1に示すように、陽極より開口面積が大きい矩形
状に形成されている。開口部9は、図示例では両方の大
側面に設けているが、どちらか一方の大側面や他の側
面、あるいは底面に設けてもよい。すなわち、開口部9
は陽極ボックス2が直方体状に形成されている場合、上
面を除いた5面のいずれか1面又は2面以上に設けるこ
とができる。
An opening 9 is provided in one or both of the large side surfaces 2 d of the anode box 2. The shape of the opening 9;
The size and number are not particularly limited as long as the current is set to flow sufficiently between the electrodes. The opening 9 is formed in a rectangular shape having an opening area larger than that of the anode, for example, as shown in FIG. The opening 9 is provided on both large side surfaces in the illustrated example, but may be provided on one of the large side surfaces, another side surface, or the bottom surface. That is, the opening 9
When the anode box 2 is formed in a rectangular parallelepiped shape, it can be provided on any one or more of the five surfaces excluding the upper surface.

【0010】陽極ボックス2の開口部9が設けられた側
面には、開口部9を覆うように隔膜5が設けられてい
る。隔膜5は、陽極3と陰極10間に電流を流すと共
に、導電性物質17の陽極ボックス2外への流出を阻止
するものである。隔膜5としては耐アルカリ性を有し、
電子絶縁性で多孔質なフィルムを好ましく使用でき、具
体的にはエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂フィ
ルム、塩素化エチレン重合体樹脂フィルムを基材にした
ものが使用できる。また、それらの基材に添加剤を付与
して化学修飾したものも好ましく使用される。ただし、
これらのフィルムはフィルム膜厚が大きくなるとイオン
の透過が困難になり、一方小さくなりすぎるとフィルム
自身の強度が低下するので、膜厚を15〜100ミクロ
ンに設定することが好ましい。
On the side of the anode box 2 where the opening 9 is provided, a diaphragm 5 is provided so as to cover the opening 9. The diaphragm 5 allows current to flow between the anode 3 and the cathode 10 and prevents the conductive substance 17 from flowing out of the anode box 2. The diaphragm 5 has alkali resistance,
An electronically insulating and porous film can be preferably used, and specifically, a film based on an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin film or a chlorinated ethylene polymer resin film can be used. Further, those obtained by chemically modifying the base material by adding an additive thereto are also preferably used. However,
It is preferable to set the thickness of these films to 15 to 100 microns, because when the film thickness is large, the permeation of ions becomes difficult, while when the film thickness is too small, the strength of the film itself decreases.

【0011】隔膜5の取付方法は、特に制限はなく、具
体的には、例えば、図5に示すように、陽極ボックス2
の大側面2dに矩形状のボックス開口部2eを設け、こ
のボックス開口部2eに、フレーム(ボックス開口部2
eの開口面積とほぼ同じ大きさの開口部11aを有する
フレーム)11、隔膜(フレーム11の開口部11aよ
り面積が大きい隔膜)5、支持板(長手方向が上下方向
に延在する長方形の開口部12a(実質の陽極ボックス
の開口部9)を複数(図4に示す例では5つ)有する支
持板)12の順に積層させて、これらの縁端部を固定す
る。図示例では、フレーム11、隔膜5、及び支持板1
2は、それぞれほぼ同一の矩形状に形成されている。こ
の固定方法としては、接着方法でもよいし、ネジ等の止
め具を用いる固定方法でもよい。接着方法としては、例
えば、加熱溶融式の接着方法、接着剤を用いる方法等が
挙げられる。接着剤としては耐アルカリ性のあるものが
好ましい。止め具を用いる固定方法は、例えば、図6に
示すように、フレーム11、隔膜5、及び支持板13を
ネジ14により取り付ける方法がある。具体的には、陽
極ボックス2の大側面2dのボックス開口部2eの周辺
部に複数のネジ孔2fが設けられている。フレーム1
1、隔膜5、及び支持板13は、それぞれほぼ同一の矩
形状、つまり陽極ボックス2のネジ孔2fを含む大きさ
の矩形状に形成されている。フレーム11には、ボック
ス開口部2eとほぼ同じ大きさの開口部11aが設けら
れていると共に、ネジ孔2fと同位置に前記ネジ14が
貫通する孔11bが複数設けられている。隔膜5には、
前記ネジ孔2fと同位置にネジ14が貫通する孔5aが
複数設けられている。支持板13には、前記ネジ孔2f
と同位置にネジ14が貫通する孔13bが複数設けられ
ていると共に、実質の陽極ボックス2の開口部9とな
る、円形の開口部13aが上下左右4つずつ並設されて
いる。これらフレーム11、隔膜5及び支持板13を陽
極ボックス2の大側面2dに順にネジ孔2fの位置に合
わせて積層し、積層後、ネジ14によってこれら部材を
陽極ボックス2に固定する。
The method of attaching the diaphragm 5 is not particularly limited. Specifically, for example, as shown in FIG.
A rectangular box opening 2e is provided on the large side surface 2d of the frame, and a frame (box opening 2) is formed in the box opening 2e.
e), a diaphragm (a diaphragm having an area larger than the opening 11a of the frame 11) 5, a support plate (a rectangular opening whose longitudinal direction extends in the vertical direction). The portions 12a (substrate plates having a substantial number of openings 9 in the anode box) 12 (five in the example shown in FIG. 4) 12 are laminated in this order, and their edges are fixed. In the illustrated example, the frame 11, the diaphragm 5, and the support plate 1
2 are formed in substantially the same rectangular shape. This fixing method may be a bonding method or a fixing method using a fastener such as a screw. Examples of the bonding method include a heat-melting type bonding method and a method using an adhesive. Preferably, the adhesive has alkali resistance. As a fixing method using a stopper, for example, as shown in FIG. 6, there is a method of attaching the frame 11, the diaphragm 5, and the support plate 13 with screws 14. Specifically, a plurality of screw holes 2f are provided in the periphery of the box opening 2e on the large side surface 2d of the anode box 2. Frame 1
1, the diaphragm 5, and the support plate 13 are each formed in substantially the same rectangular shape, that is, a rectangular shape having a size including the screw hole 2f of the anode box 2. The frame 11 has an opening 11a substantially the same size as the box opening 2e, and a plurality of holes 11b through which the screws 14 pass at the same positions as the screw holes 2f. In the diaphragm 5,
A plurality of holes 5a through which the screws 14 pass are provided at the same positions as the screw holes 2f. The support plate 13 has the screw hole 2f
A plurality of holes 13b through which screws 14 pass are provided at the same positions as above, and four circular openings 13a, which are substantially openings 9 of the anode box 2, are arranged side by side in the upper, lower, left and right directions. The frame 11, the diaphragm 5 and the support plate 13 are sequentially laminated on the large side surface 2 d of the anode box 2 in accordance with the position of the screw hole 2 f, and after lamination, these members are fixed to the anode box 2 by screws 14.

【0012】また、他の隔膜5の固定方法としては、図
7に示すように、容器本体2aの内部空間の形状とほぼ
同じ形状(上方が開口された袋状)で、かつ、ボックス
の上部を覆う4片を有するフィルム状隔膜を形成する。
この袋状の隔膜は例えばヒートシール法により形成する
ことにより、容器本体2aの内部空間の形状に近づけて
形成することができる。形成した袋状の隔膜を容器本体
2a内に挿入し、各4片を外側に折り曲げる。次に、陽
極3が取り付けられた上蓋2cを、4片を挟むように容
器本体2aに装着する。装着後、上蓋2cをヒートシー
ルや接着剤、又はシールテープによりその周辺をシール
して本体2aに固定する。このようにしても、隔膜の取
り付けを行える。
As another method for fixing the diaphragm 5, as shown in FIG. 7, the shape of the internal space of the container body 2a is substantially the same as that of the container body 2a (a bag shape with an open top) and the upper part of the box is To form a film-like diaphragm having four pieces covering the film.
The bag-shaped diaphragm can be formed by, for example, a heat sealing method so as to approximate the shape of the internal space of the container body 2a. The formed bag-shaped diaphragm is inserted into the container body 2a, and four pieces are bent outward. Next, the upper lid 2c to which the anode 3 is attached is attached to the container body 2a so as to sandwich the four pieces. After the mounting, the upper lid 2c is fixed to the main body 2a by sealing the periphery thereof with a heat seal, an adhesive, or a seal tape. Also in this case, the diaphragm can be attached.

【0013】また、陽極ボックス未使用の際には、隔膜
5が剥き出しになっているため、隔膜5(開口部9)に
アルミ箔等からなるバリアシートを被せ、その周辺部を
例えば接着剤やヒートシール等にて気密的にシールし
て、隔膜5の破損を防ぐようにしてもよい。
When the anode box is not used, since the diaphragm 5 is exposed, the barrier 5 (opening 9) is covered with a barrier sheet made of aluminum foil or the like, and its peripheral portion is covered with, for example, an adhesive or the like. The membrane 5 may be hermetically sealed by heat sealing or the like to prevent breakage of the diaphragm 5.

【0014】陽極ボックス2の上面(上蓋2b,2c)
には、図1に示すように、ボックス2内の気体をボック
ス外に流出させる開放部15が設けられている。開放部
15の大きさ、形状、個数は、侵入する水が室温で自然
蒸発したものをボックス外に流出させることができるよ
うに設定される。また、開放部15は、上面に限定され
ず、側面にも設けるようにしてもよい。開放部15は、
装置駆動時のみ開放されていればよいので、非駆動時に
は密閉可能な開閉構造に形成してもよい。また、非駆動
時には開放部15に例えばキャップ等の蓋を装着して密
閉してもよいし、あるいは開放部15にアルミ箔等から
なるバリアシートを被せ、その周辺部を例えば接着剤や
ヒートシール等にて開放部15の周辺を気密的にシール
するようにしてもよい。バリアシートを用いた場合に
は、陽極ボックス2を容器1内にセットした後にバリア
シートを剥がすことが好ましい。
Upper surface of anode box 2 (top lids 2b, 2c)
As shown in FIG. 1, an opening 15 is provided for allowing the gas in the box 2 to flow out of the box. The size, shape, and number of the opening portions 15 are set so that water that has entered and that has naturally evaporated at room temperature can flow out of the box. Further, the opening 15 is not limited to the upper surface, and may be provided on the side surface. The opening portion 15
Since it is sufficient that the device is opened only when the device is driven, the device may be formed in an openable and closable structure when the device is not driven. Further, when not driven, the opening 15 may be sealed by attaching a lid such as a cap to the opening 15 or a barrier sheet made of aluminum foil or the like may be placed on the opening 15 and the peripheral portion thereof may be made of, for example, an adhesive or heat seal. Alternatively, the periphery of the opening 15 may be hermetically sealed. When a barrier sheet is used, it is preferable to set the anode box 2 in the container 1 and then peel off the barrier sheet.

【0015】陽極ボックス2内には、開口部9よりも上
方であって、開放部15よりも下方に上面が位置される
ように、例えば図示例では16の位置まで導電性物質1
7が入れられる。導電性物質17としては、水酸イオン
が含まれる物質であり、例えば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等の塩基性無機化合物を水に溶解させたア
ルカリ水溶液等が使用できる。これらの塩基性無機化合
物の濃度は長期通電による析出がなければ、特に限定は
ないが、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは1
0〜40重量%である。前記アルカリ水溶液は、何らか
の障害で陽極ボックス2から漏れだしてしまうと、周辺
を汚染するだけではなく人体にとって有害になる虞があ
るため、流動性が悪い状態、例えば増粘剤を添加してゲ
ル状にすることが好ましい。すなわち、導電性物質17
としては、塩基性ゲル状電解質又は塩基性固体電解質で
あることが好ましい。
In the anode box 2, the conductive material 1 is arranged so that the upper surface is located above the opening 9 and below the opening 15.
7 is inserted. The conductive substance 17 is a substance containing hydroxyl ions, and for example, an alkaline aqueous solution in which a basic inorganic compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is dissolved in water can be used. The concentration of these basic inorganic compounds is not particularly limited as long as no precipitation is caused by long-term energization, but is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 1 to 50% by weight.
0 to 40% by weight. If the alkaline aqueous solution leaks out of the anode box 2 due to some obstacle, it may not only contaminate the surroundings but also be harmful to the human body. It is preferable to make the shape. That is, the conductive substance 17
Is preferably a basic gel electrolyte or a basic solid electrolyte.

【0016】増粘剤としては、アルカリ水溶液をゲル化
できるものならば特に限定されず、例えば、固体アクリ
ル酸とアクリル酸塩とを水溶液中で架橋剤を用いて共重
合してポリアクリル酸塩類を調製し、このポリアクリル
酸塩類を細かくし、このポリアクリル酸塩類を水と水可
溶性溶剤との混合溶剤に浸漬して当該ポリアクリル酸塩
類の未架橋部分を溶かして除去し、除去後、このポリア
クリル酸塩類を乾燥すると共に粉砕して顆粒状とした吸
水性ポリマー等が使用できる。増粘剤としては、長期間
使用でもゲル状電解質が変質しない、電気的影響を受け
ない等から吸水性ポリマーを用いることが好ましい。増
粘剤によるアルカリ水溶液のゲル化の方法については、
増粘剤をアルカリ水溶液に均一に分散させることができ
れば特に限定されないが、アルカリ水溶液を調製した後
に増粘剤を添加すると均一に分散させるのに非常に時間
を費やすので、先に増粘剤と固体状のアルカリを均一に
混合してから撹拌しつつ水を添加していく手法をとるこ
とが好ましい。撹拌に用いる撹拌機としては、特に限定
されず、例えば、マグネットモーター式の攪拌機を用い
ても良く、また、高粘度物質の分散に適しているホモミ
キサーやハイビスミックス等の撹拌機を用いても良い。
増粘剤の添加量は、増粘剤の種類に応じて適宜決められ
るため、一概には言えないが、アルカリ水溶液に対して
5〜30重量%である。また、増粘剤の添加量を多くす
る、例えば、アルカリ水溶液に対して30〜50重量%
にすると、ゲル状から固体状になるので、増粘剤の添加
量を増やして、アルカリ水溶液を塩基性固体電解質とし
て用いるようにしても良い。
The thickener is not particularly limited as long as it can gel an aqueous alkaline solution. For example, polyacrylic acid is obtained by copolymerizing solid acrylic acid and acrylate in an aqueous solution using a crosslinking agent. Is prepared, the polyacrylate is finely divided, the polyacrylate is immersed in a mixed solvent of water and a water-soluble solvent to dissolve and remove the uncrosslinked portion of the polyacrylate, and after removal, A water-absorbing polymer or the like obtained by drying and pulverizing the polyacrylic acid salts into granules can be used. As the thickener, it is preferable to use a water-absorbing polymer because the gel electrolyte is not deteriorated even when used for a long period of time and is not affected electrically. Regarding the method of gelling the alkaline aqueous solution with the thickener,
There is no particular limitation as long as the thickener can be uniformly dispersed in the alkaline aqueous solution.However, it takes a very long time to uniformly disperse the thickener after the alkaline aqueous solution is prepared. It is preferable to take a method of uniformly mixing a solid alkali and then adding water while stirring. The stirrer used for stirring is not particularly limited, for example, a magnet motor type stirrer may be used, or a stirrer such as a homomixer or a hibis mix suitable for dispersion of a high-viscosity substance may be used. good.
Since the amount of the thickener to be added is appropriately determined according to the type of the thickener, it cannot be said unconditionally, but is 5 to 30% by weight based on the alkali aqueous solution. Also, increase the amount of the thickener added, for example, 30 to 50% by weight based on the aqueous alkali solution.
Then, since the gel state is changed to a solid state, the amount of the thickener added may be increased to use an aqueous alkali solution as the basic solid electrolyte.

【0017】陽極ボックス2は、容器1内の所定の位置
に配設される。陽極ボックス2の配置手段としては、陽
極ボックス2を交換しても同じ位置に位置決めできるな
らばどのような手段を用いても良く、例えば、容器1の
内壁や底面に陽極ボックス2の幅に対応するガイド片1
8等を設け、容器1の底面の所定の位置に陽極ボックス
2が位置されるようにしてもよい。また、陽極ボックス
2を容器1の内壁等に止め具等により着脱自在に取り付
けるようにしてもよい。
The anode box 2 is provided at a predetermined position in the container 1. As a means for arranging the anode box 2, any means may be used as long as it can be positioned at the same position even when the anode box 2 is replaced. Guide piece 1
8 may be provided so that the anode box 2 is located at a predetermined position on the bottom surface of the container 1. Further, the anode box 2 may be detachably attached to an inner wall or the like of the container 1 by a fastener or the like.

【0018】容器1内であって、陽極ボックス2の外側
には、陰極10が設けられている。陰極10としては、
オンサイト型の過酸化水素製造に適用できるものであれ
ば特に制限はなく、例えば、グラファイトフェルト、黒
鉛、炭素繊維材料、多孔質の無定形炭素成形体等が挙げ
られる。黒鉛としてはコークスを押出成形・焼成したも
のやモールド成形したもの等が挙げられる。炭素繊維材
料としては、炭素繊維の編物を例示することができ、炭
素繊維の編物としては、例えば市販のCFクロスを挙げ
ることができる。CFクロス以外の炭素繊維材料であっ
ても良い。多孔質の無定形炭素成形体としては,グラッ
シーカーボン(ガラス状炭素)を例示することができ
る。
A cathode 10 is provided inside the container 1 and outside the anode box 2. As the cathode 10,
There is no particular limitation as long as it can be applied to on-site hydrogen peroxide production, and examples thereof include graphite felt, graphite, carbon fiber materials, and porous amorphous carbon molded products. Examples of graphite include those obtained by extruding and firing coke and those obtained by molding. Examples of the carbon fiber material include a knitted carbon fiber, and examples of the knitted carbon fiber include a commercially available CF cloth. Carbon fiber materials other than CF cloth may be used. Glassy carbon (glassy carbon) can be exemplified as a porous amorphous carbon molded body.

【0019】また、電極上に過酸化水素を生産する有機
化合物を担持させて陰極とすることもできる。例えば、
酸化還元化合物又は酸化還元樹脂(Q)を含有する陰極
を用いて通電すると、以下のような反応が繰り返し起こ
り、過酸化水素が生成することが知られている(例え
ば、特開昭61−284591号公報)。 Q + nH+ + ne- → HnQ (3) HnQ +(n/2)O2 → Q +(n/2)H22 (4) 酸化還元能を有する有機化合物としては、例えば、ベン
ゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、又はその誘
導体等が挙げられる。その誘導体としては、例えば具体
的に、メトキシベンゾキノン、2−tert−ブチルベ
ンゾキノン、2,5−ジフェニルベンゾキノン、2,6
−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジ−tert−ブチ
ルベンゾキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチ
ルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノ
ン、1−ニトロアントラキノン、1−(又は2−)クロ
ロアントラキノン、1,5−(又は1,4−又は1,8
−)ジクロロアントラキノン等が挙げられる。酸化還元
樹脂としては、例えば、キノン系酸化還元樹脂、ポリア
ニリン等が挙げられる。キノン系酸化還元樹脂を担持さ
せた電極としては、ベンゾキノン系樹脂として、ヒドロ
キノン−ホルムアルデヒド縮合樹脂(Manecke, Z. Elek
trochem., 57,189(1953))やヒドロキノン−(ジアゾ化
ポリ−p−アミノスチレン)縮合樹脂(Raoら,Chem. I
nd.(London), 145(1961))、アントラキノン系樹脂とし
て2−ホルミルアントラキノン−ポリビニルアルコール
縮合樹脂(Izoretら,Ann. Chim., 254, 671(1962))等
が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。こ
れらの化合物又は樹脂を電極に担持するには、メタノー
ル、イソプロピルアルコール、アセトン、ハロゲン溶媒
等に溶解又は分散した後、その溶液に支持基板を浸せき
して引き上げ、風乾する方法や、その溶液をスプレー法
等により支持基板に塗布する手段がとられる。支持基板
としては導電性であれば特に制限はなく、グラファイト
フェルト、CFクロス、黒鉛等の炭素電極やチタン白
金、銅メッシュ等の金属電極が使われる。それらの支持
基板は該有機化合物の吸着力を引き上げるため、シラン
系やチタニウム系等のカップリング剤等で表面処理して
も構わない。
Further, an organic compound producing hydrogen peroxide may be carried on the electrode to form a cathode. For example,
It is known that when electricity is supplied using a cathode containing a redox compound or a redox resin (Q), the following reaction occurs repeatedly to generate hydrogen peroxide (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-284591). No.). Q + nH + + ne → H n Q (3) H n Q + (n / 2) O 2 → Q + (n / 2) H 2 O 2 (4) As the organic compound having a redox ability, For example, benzoquinone, naphthoquinone, anthraquinone, a derivative thereof, and the like can be given. Specific examples of the derivatives include methoxybenzoquinone, 2-tert-butylbenzoquinone, 2,5-diphenylbenzoquinone, 2,6
-Dimethylbenzoquinone, 2,6-di-tert-butylbenzoquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-nitroanthraquinone, 1- (or 2-) chloroanthraquinone, 1,5 -(Or 1,4- or 1,8
-) Dichloroanthraquinone and the like. Examples of the redox resin include a quinone-based redox resin, polyaniline, and the like. As an electrode supporting a quinone-based redox resin, a hydroquinone-formaldehyde condensed resin (Manecke, Z. Elek) is used as a benzoquinone-based resin.
trochem., 57 , 189 (1953)) and hydroquinone- (diazotized poly-p-aminostyrene) condensation resin (Rao et al., Chem. I.
(London), 145 (1961)), and anthraquinone-based resins include 2-formylanthraquinone-polyvinyl alcohol condensed resin (Izoret et al., Ann. Chim., 254 , 671 (1962)) and the like, but are not limited thereto. It is not done. In order to carry these compounds or resins on the electrode, a method of dissolving or dispersing in methanol, isopropyl alcohol, acetone, a halogen solvent or the like, then immersing the supporting substrate in the solution, pulling it up, and air-drying, or spraying the solution is used. Means for applying to the supporting substrate by a method or the like is used. The support substrate is not particularly limited as long as it is conductive, and a carbon electrode such as graphite felt, CF cloth, and graphite, and a metal electrode such as titanium platinum and copper mesh are used. These support substrates may be surface-treated with a silane-based or titanium-based coupling agent or the like in order to increase the adsorptivity of the organic compound.

【0020】更に、同様に導電性ポリアニリン(PA)
を陰極電極上に担持させて通電すると、以下のような反
応がサイクルで進み、過酸化水素が生成することも知ら
れている(K.Morita et.al, Chem. Lett., 1996, p61
5、又はibid,vol.15,No.5(1997))。 PA + nH+ + ne- → HnPA (5) HnPA +(n/2)O2 → PA +(n/2)H22 (6) 導電性ポリマーポリアニリンを担持した電極は、電解重
合で電極表面に直接担持させる方法をとる(材料技術,
vol. 15,No.5,p165(1997))ことができる
のはもちろんであるが、その他の手段として、市販のポ
リアニリン分散溶液(ORMECON社製 ORMECONTM D
ispersion 900132)に支持基板を浸せきして引き上げ、
風乾する方法や、その溶液をスプレー法等により支持基
板に塗布して作製することもできる。支持基板としては
導電性であれば特に制限はなく、グラファイト、CFク
ロス、黒鉛等の炭素電極やチタン白金、銅メッシュ等の
金属電極が使われる。それらの支持基板は該有機化合物
の吸着力を引き上げるため、シラン系やチタニウム系等
のカップリング剤等で表面処理しても構わない。
Further, similarly, conductive polyaniline (PA)
It is also known that when electricity is carried on a cathode electrode, the following reaction proceeds in a cycle to generate hydrogen peroxide (K. Morita et.al, Chem. Lett., 1996, p61).
5, or ibid, vol. 15, No. 5 (1997)). PA + nH + + ne - → H n PA (5) H n PA + (n / 2) O 2 → PA + (n / 2) H 2 O 2 (6) conductive polymer polyaniline loaded with electrodes, The method of supporting directly on the electrode surface by electrolytic polymerization (material technology,
vol.15, No.5, p165 (1997)), but as another means, a commercially available polyaniline dispersion solution (ORMECON D manufactured by ORMECON) may be used.
ispersion 900132), immerse the support substrate and pull it up.
It can also be produced by air drying or by applying the solution to a supporting substrate by a spray method or the like. The support substrate is not particularly limited as long as it is conductive, and a carbon electrode such as graphite, CF cloth, graphite, or a metal electrode such as titanium platinum or copper mesh is used. These support substrates may be surface-treated with a silane-based or titanium-based coupling agent or the like in order to increase the adsorptivity of the organic compound.

【0021】陰極10は、過酸化水素を発生させるもの
であり、表面積を大きくすればその分過酸化水素の発生
量が増えるので、表面積が大きい方がよい。また、隔膜
5(陽極ボックス2の開口部9)の面積は、小さすぎる
と電流値の低下が著しくなり、大きすぎると装置の耐久
性が低下するので、陰極面積に対して好ましくは1/1
0〜20/10、より好ましくは5/10〜10/10
である。また、陽極3の陰極10に対する面積比は電流
値が極端に低下しない範囲であれば特に限定はなく、小
さくしてもよい。陰極10の形状としては特に制限はな
いが、板状、網状あるいは棒状のものが好ましく使用さ
れる。例えば矩形状の寸法安定性電極が図示例では使用
されている。具体的には、陽極ボックス2の大側面2d
に平行に延在し、開口部9を覆うように配置されてい
る。
The cathode 10 is for generating hydrogen peroxide, and the larger the surface area, the greater the amount of hydrogen peroxide generated. Therefore, the larger the surface area, the better. When the area of the diaphragm 5 (the opening 9 of the anode box 2) is too small, the current value is remarkably reduced, and when the area is too large, the durability of the device is reduced.
0-20 / 10, more preferably 5 / 10-10 / 10
It is. The area ratio of the anode 3 to the cathode 10 is not particularly limited as long as the current value does not extremely decrease, and may be small. The shape of the cathode 10 is not particularly limited, but a plate-like, net-like or rod-like shape is preferably used. For example, a rectangular dimensionally stable electrode is used in the illustrated example. Specifically, the large side surface 2d of the anode box 2
And is arranged so as to cover the opening 9.

【0022】陰極10の取付位置、すなわち陽極3との
間隔は、長すぎると電流値が低下するので、好ましくは
1〜20cm、より好ましくは1〜10cmである。陰
極10は、容器1の内壁に取り付けてもよいし、陽極ボ
ックス2に取り付けてもよい。容器1に取り付ける場合
には、例えば、容器1の上下方向に沿って配設される支
持体19の下端に陰極10を支持させてもよい。支持体
19は、容器1の上面に取り付けられ、上端が容器1外
に延出して、この上端に陰極10に導通された結線用端
子20が設けられている。また、容器1の内壁に接着方
法により、又は図1に示すようにネジ等の止め具21を
用いて陰極10を取り付けてもよい。この場合にも、結
線用端子20が他端(上端)に設けられた支持体19の
一端(下端)に陰極を取り付けるようにする。
The mounting position of the cathode 10, that is, the distance from the anode 3 is preferably 1 to 20 cm, more preferably 1 to 10 cm, since the current value decreases if it is too long. The cathode 10 may be attached to the inner wall of the container 1 or may be attached to the anode box 2. When the cathode 10 is attached to the container 1, for example, the cathode 10 may be supported at a lower end of a support 19 provided along the vertical direction of the container 1. The support 19 is attached to the upper surface of the container 1, has an upper end extending outside the container 1, and has a connection terminal 20 connected to the cathode 10 at the upper end. Further, the cathode 10 may be attached to the inner wall of the container 1 by a bonding method or using a stopper 21 such as a screw as shown in FIG. Also in this case, the cathode is attached to one end (lower end) of the support 19 provided with the connection terminal 20 at the other end (upper end).

【0023】陽極ボックス2に取り付ける場合には、ボ
ックス2の外壁に接着方法により、又は図8に示すよう
にネジ等の止め具22を用いて陰極10を取り付けても
よい。また、図9及び図10に示すように、例えば、板
状の陰極10を所定の長さのスペーサー23を介してボ
ックス2の外壁に取り付けるようにしてもよい。スペー
サー23としては、絶縁性でかつ塩基性物質に浸食され
ない棒状の樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、NBR、PVC、テフロン等の樹脂により成型され
るもの等が用いられる。スペーサー23の長さは、陰極
と陽極間の長さが1〜20cm、より好ましくは1〜1
0cmになるように設定するようにする。スペーサー2
3の個数、取付位置は、特に限定されないが、例えば、
矩形状の陰極の4角近傍にそれぞれ1個ずつの計4個で
ある。それら4箇所以外の他の他所に設けるようにして
もよい。陰極10とスーペーサー23、及びスペーサー
23と陽極ボックス2の取付は、接着により行ってもよ
いし、ネジ等の固定具を用いて行ってもよい。例えば、
図9及び図10に示すように、ネジ24を用いる場合に
は、矩形状の陰極10の四隅近傍にネジ24が貫通する
孔を設けると共に、スペーサー23にもネジ24が貫通
する孔を設ける。陽極ボックス2には対応する位置にネ
ジ24が螺合するねじ孔を設ける。このように構成する
ことで、陽極ボックス2に、ネジ孔の位置にスペーサー
23を介して陰極10を重ね、ネジ24によって陰極1
0をボックス2に固定することにより、陰極10が一体
となった陽極ボックス2が得られる。この陰極10の上
部には、上述と同様に支持体19が取り付けられてい
る。
When the cathode 10 is attached to the anode box 2, the cathode 10 may be attached to the outer wall of the box 2 by a bonding method or by using a stopper 22 such as a screw as shown in FIG. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, for example, the plate-shaped cathode 10 may be attached to the outer wall of the box 2 via a spacer 23 having a predetermined length. As the spacer 23, a rod-shaped resin that is insulative and is not eroded by a basic substance, for example, a resin molded from a resin such as polyethylene, polypropylene, NBR, PVC, or Teflon is used. As for the length of the spacer 23, the length between the cathode and the anode is 1 to 20 cm, more preferably 1 to 1 cm.
Set to 0 cm. Spacer 2
Although the number and mounting position of 3 are not particularly limited, for example,
There are four in total, one each near the four corners of the rectangular cathode. You may make it provide in other places other than these four places. The attachment of the cathode 10 and the spacer 23 and the attachment of the spacer 23 and the anode box 2 may be performed by bonding, or may be performed using a fixing tool such as a screw. For example,
As shown in FIGS. 9 and 10, when the screws 24 are used, holes through which the screws 24 pass are provided near the four corners of the rectangular cathode 10, and holes through which the screws 24 pass are also provided in the spacer 23. The anode box 2 is provided with a screw hole at a corresponding position where the screw 24 is screwed. With this configuration, the cathode 10 is superimposed on the anode box 2 via the spacer 23 at the position of the screw hole, and the cathode 1 is
By fixing 0 to the box 2, the anode box 2 in which the cathode 10 is integrated is obtained. A support 19 is mounted on the cathode 10 in the same manner as described above.

【0024】また本発明の過酸化水素発生装置を長期に
渡って駆動すると、陰極10をグラファイトフェルト等
で形成した場合、徐々に繊維の脱落が生じ、容器1内に
浮遊することがある。このため、繊維脱落を防止するた
め、図11に示すように、陰極10を特定の化学繊維2
5で被覆するようにしてもよい。化学繊維25は、過酸
化水素と反応して劣化しないものが使用され、表面がパ
ラフィン系ポリマーで形成された不繊布等が好ましく使
用される。使用する不繊布の穴の大きさは一定の大きさ
である必要はないが、小さすぎると電流が流れにくくな
るので、目付10〜50g/m2の範囲のものが好まし
く、より好ましくは30〜40g/m2の範囲のもので
ある。
When the hydrogen peroxide generator of the present invention is driven for a long period of time, if the cathode 10 is formed of graphite felt or the like, the fibers may gradually fall off and float in the container 1. For this reason, in order to prevent the fiber from falling off, as shown in FIG.
5 may be applied. As the chemical fiber 25, a fiber which does not deteriorate by reacting with hydrogen peroxide is used, and a non-woven cloth having a surface formed of a paraffin-based polymer is preferably used. The size of the hole of the non-woven cloth to be used does not need to be a fixed size, but if it is too small, it becomes difficult for current to flow. Therefore, it is preferably in the range of 10 to 50 g / m 2 , more preferably 30 to 50 g / m 2. It is in the range of 40 g / m 2 .

【0025】容器1内には、図1に示すように、陽極ボ
ックス2の開口部9よりも上方であって、開放部15よ
りも下方に上面がくるように、例えば図示例では26の
位置まで酸素含有水6が入れられる。酸素含有水6とし
ては、酸素溶解量が3mg/L以上のものであれば特に
限定されず、水道水、井戸水、蒸留水、イオン交換水、
生理食塩水、海水等が好ましく使用される。
In the container 1, as shown in FIG. 1, the upper surface is located above the opening 9 of the anode box 2 and below the opening 15, for example, at a position 26 in the illustrated example. Up to this, oxygen-containing water 6 is introduced. The oxygen-containing water 6 is not particularly limited as long as the amount of dissolved oxygen is 3 mg / L or more, and includes tap water, well water, distilled water, ion-exchanged water,
Physiological saline, seawater and the like are preferably used.

【0026】容器1の底部近傍には、反応に使用される
酸素の供給と液の撹拌を兼ねて、空気供給管27からの
空気を容器1内に噴出するための空気噴出部28が設け
られている。空気噴出部28の位置、個数は、特に制限
はないが、液中のDO(Dissolved oxygen)が低下せ
ず、かつ酸素含有水が均一に撹拌され、かつ電流値の低
下が生じない範囲で任意に決められる。また、一般に市
販されているセラミックス製の散気管29を容器内に設
置して(空気噴出部28に取り付けて)空気の噴出を行
うようにしても構わない。散気管29(空気噴出部2
8)からの空気により液の撹拌が行われるが、液の撹拌
は、空気の代りに他の撹拌手段、例えば、酸素含有水の
循環、撹拌翼の容器への設置により行うようにしてもよ
い。ただし、この場合、液中のDOが10〜100%に
維持され、特に50%以上に維持されるようにすること
が好ましい。DOが低すぎると電流値が低下するばかり
でなく、過酸化水素発生量が著しく減少する。例えば、
酸素含有水6を循環させる場合には、図12に示すよう
に、容器1の低部2箇所の吸込口30にそれぞれ導管3
1を介して例えばマグネットポンプで構成した循環ポン
プ32を接続すると共に、循環ポンプ32からの水が容
器1の上方近傍2箇所の散水口33からそれぞれ容器1
内に噴出するように導管34を散水口33に接続するよ
うにしてもよい。このように、容器1に陽極ボックス2
を挟むようにして2カ所ずつ吸込口30及び散水口33
が取り付けられることにより、2つの陰極10のそれぞ
れの隔膜5との間の水の撹拌を行える。
In the vicinity of the bottom of the vessel 1, there is provided an air blowing section 28 for blowing air from the air supply pipe 27 into the vessel 1 for both supplying oxygen used for the reaction and stirring the liquid. ing. The position and number of the air ejection portions 28 are not particularly limited, but are arbitrary as long as DO (Dissolved oxygen) in the liquid does not decrease, oxygen-containing water is uniformly stirred, and the current value does not decrease. Is decided. Alternatively, a commercially available air diffuser 29 made of ceramics may be installed in the container (attached to the air blowing unit 28) to blow air. Air diffuser 29 (air ejection part 2)
The liquid is stirred by the air from 8), but the liquid may be stirred by other stirring means instead of air, for example, by circulating oxygen-containing water or installing a stirring blade in the vessel. . However, in this case, the DO in the liquid is preferably maintained at 10 to 100%, particularly preferably at 50% or more. If DO is too low, not only the current value will decrease, but also the amount of hydrogen peroxide generated will decrease significantly. For example,
In the case of circulating the oxygen-containing water 6, as shown in FIG.
1 and a circulating pump 32 constituted by a magnet pump, for example, and water from the circulating pump 32 is supplied from two sprinkling ports 33 near the upper part of the container 1 to the container 1 respectively.
The conduit 34 may be connected to the sprinkler port 33 so as to squirt into the inside. Thus, the anode box 2 is placed in the container 1.
The suction port 30 and the water sprinkling port 33
Is attached, water can be stirred between the two cathodes 10 and the respective diaphragms 5.

【0027】前記陰極10と陽極3は、各結線用端子2
0,8を介して定電圧直流電源42(図13参照)に接
続されて、通電されるようになっている。直流電源42
の電圧は1.0〜30.0V、好ましくは1.5〜1
5.0V印加することができる。陰極10と陽極3とへ
の通電は連続でも間欠でもよいが、電極表面上への有機
物付着を防ぐために、連続の方が好ましい。また、運転
中に電極や隔膜表面上に生じた汚れを除去する目的で、
一定時間毎に陽極−陰極間の電圧を、一定時間、自動的
に反転させる装置を取り付けても良い。そのときの設定
時間は、例えば24時間毎に5分間である。さらに、陽
極電解液の温度は、電解による発熱を考慮して、高温に
ならないようにすることが好ましい。また、酸素含有水
6の温度は、過酸化水素を含有することから、40℃以
下の温度になるように制御することが好ましい。逆に、
低温だと電流値が低下し、過酸化水素発生量も低下する
ので、過酸化水素貯槽、すなわち容器内に温度制御付き
のヒータを設置しても良い。
The cathode 10 and the anode 3 are connected to each of the connection terminals 2.
It is connected to a constant voltage DC power supply 42 (see FIG. 13) via 0 and 8 so as to be energized. DC power supply 42
Is 1.0-30.0 V, preferably 1.5-1
5.0 V can be applied. The current supply to the cathode 10 and the anode 3 may be continuous or intermittent, but is preferably continuous in order to prevent organic substances from adhering to the electrode surface. In addition, in order to remove dirt generated on the electrodes and diaphragm surface during operation,
A device for automatically reversing the voltage between the anode and the cathode for a certain period of time may be provided. The set time at that time is, for example, 5 minutes every 24 hours. Further, it is preferable that the temperature of the anode electrolyte is not set high in consideration of heat generated by electrolysis. Further, since the temperature of the oxygen-containing water 6 contains hydrogen peroxide, it is preferable to control the temperature to be 40 ° C. or lower. vice versa,
If the temperature is low, the current value decreases, and the amount of generated hydrogen peroxide also decreases. Therefore, a heater with temperature control may be installed in the hydrogen peroxide storage tank, that is, the container.

【0028】次に本発明の過酸化水素発生装置を用いて
過酸化水素を発生させる場合について述べる。まず、陽
極ボックス2に陽極3及び隔膜5を取り付けると共に、
ボックス内に導電性物質17を入れる。この陽極ボック
ス2を、陰極10が取り付けられた容器1の所定の位置
に設置し、設置後、この容器内に例えば水道水を入れ
る。そして、散気管29から空気を噴出させながら、陽
極3及び陰極10を通電する。陽極3と陰極10間には
隔膜5を介して電流が流れて電解が行われる。すなわ
ち、陽極ボックス2の内部では、導電性物質17に存在
する水酸イオンが消費され、酸素ガスが発生する下記の
反応(1)が進行すると共に、陽極ボックス2の外部で
は、下記の式(2)で表される過酸化水素イオンの生成
反応が起こり、過酸化水素が発生する。 4OH- → O2+2H2O +4e- (1) O2 + H2O + 2e- → HO2 - + OH- (2)
Next, the case where hydrogen peroxide is generated using the hydrogen peroxide generator of the present invention will be described. First, while attaching the anode 3 and the diaphragm 5 to the anode box 2,
The conductive substance 17 is put in the box. The anode box 2 is installed at a predetermined position of the container 1 to which the cathode 10 is attached, and after the installation, for example, tap water is put into the container. Then, electricity is supplied to the anode 3 and the cathode 10 while blowing air from the air diffuser 29. Electric current flows between the anode 3 and the cathode 10 through the diaphragm 5 to perform electrolysis. That is, inside the anode box 2, hydroxyl ions present in the conductive substance 17 are consumed, and the following reaction (1) in which oxygen gas is generated proceeds, and outside the anode box 2, the following formula (1) The hydrogen peroxide ion generation reaction represented by 2) occurs, and hydrogen peroxide is generated. 4OH - → O 2 + 2H 2 O + 4e - (1) O 2 + H 2 O + 2e - → HO 2 - + OH - (2)

【0029】このように、本発明の過酸化水素発生装置
は、着脱自在の陽極ボックス2を用いて過酸化水素の発
生を行えるため、導電性物質17を貯蔵する貯槽や導電
性物質17の送液用ポンプ等が不要であり、装置の小型
化を図れる。また、導電性物質17として水酸化ナトリ
ウムや水酸化カリウム等の塩基性水溶液を用いることに
より、導電性物質17は水酸イオンを多量に含むので、
陽陰極の反応を効率的に行うことができる。また、陽極
ボックス2の交換頻度をできるだけ長期間にするために
は、塩基性物質は高濃度に調製されるが、高濃度の塩基
性物質が持ち運びされる場合、液漏れ等があると人体に
とって危険になる虞があるので、適当なゲル化剤を添加
して、導電性物質17をゲル化することにより、液漏れ
等の心配が要らなくなる。また、陽極ボックス2に開放
部15を設けることにより、高濃度の塩基性電解質を隔
膜5を介して水に浸せきすると、長期の使用の際、浸透
圧で塩基性側に水が侵入することがあるが、侵入した水
は蒸発して開放部15からボックス2外に出るため、陽
極ボックス2内に水が充満することがなくなる。
As described above, the hydrogen peroxide generator of the present invention can generate hydrogen peroxide by using the detachable anode box 2, so that the storage tank for storing the conductive substance 17 and the delivery of the conductive substance 17 are provided. A liquid pump or the like is not required, and the size of the apparatus can be reduced. Also, by using a basic aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide as the conductive substance 17, the conductive substance 17 contains a large amount of hydroxyl ions,
The positive cathode reaction can be performed efficiently. Further, in order to make the replacement frequency of the anode box 2 as long as possible, the basic substance is prepared at a high concentration. Since there is a danger that the conductive substance 17 is gelled by adding an appropriate gelling agent, there is no need to worry about liquid leakage or the like. In addition, by providing the anode box 2 with the opening 15, when a high concentration of a basic electrolyte is immersed in water through the diaphragm 5, water may enter the basic side due to osmotic pressure during long-term use. However, since the invading water evaporates and goes out of the box 2 through the opening 15, the inside of the anode box 2 is not filled with water.

【0030】また、本発明の過酸化水素発生装置は、図
13に示すように、容器1の上部に第1電磁弁35及び
ポンプ36を有し水タンク37に接続された水配管38
を接続すると共に、容器1の底面又は側面の底部に第2
電磁弁39を有する配管40を接続して構成してもよ
い。第1,2電磁弁35,39及びポンプ36は制御回
路41によって制御されるようにする。制御回路41
は、水タンク37内の水道水等の酸素含有水6を容器1
内に所定量導くと共に、容器1内の過酸化水素水を排出
するように第1,2電磁弁35,39及びポンプ36を
制御するものである。例えば、制御回路41は、容器1
内が空の場合には、第2電磁弁39を閉じた状態で、第
1電磁弁35を開にすると共にポンプ36を駆動して、
水タンク37内の水道水等の酸素含有水6を容器1内に
特定量導く。容器1内に所定量の酸素含有水6が溜まっ
た後、ポンプ36を停止すると共に第1電磁弁35を閉
にする。そして、容器1内で過酸化水素の生成を行った
後、第2電磁弁39を開にして、容器1内の過酸化水素
水を排出する。過酸化水素水の排出が完全に終わると、
第2電磁弁39を閉じたと同時又は直後、第1電磁弁3
5を開にし、ポンプ36を駆動して、上述と同様に酸素
含有水6の容器1への導入を行い、これらの動作を連続
して行うようにするものである。この際、容器1に所定
量の酸素含有水6を導くには、ポンプ36の駆動時間を
一定にして、同じ量の酸素含有水6を容器1に導くよう
にしてもよいし、容器1内の水位をセンサ等で測定して
所定の水位に達したらポンプ36の駆動を停止するよう
にしてもよい。また、過酸化水素水の排出は、酸素含有
水導入後、所定時間経過した後に第2電磁弁39を開に
して行ってもよいし、容器1内の水の過酸化水素の濃度
が所定値に達したら、第2電磁弁39を開にして行って
もよい。なお、電極3,10への通電及び空気による撹
拌等は、容器1内に酸素含有水が溜まっているときのみ
行ってもよいし、常時稼動してもよい。このように過酸
化水素水発生装置を構成することによって、過酸化水素
水を連続して製造することが可能となる。
As shown in FIG. 13, the hydrogen peroxide generator of the present invention has a first electromagnetic valve 35 and a pump 36 at the top of the vessel 1 and a water pipe 38 connected to a water tank 37.
And the second on the bottom of the container 1
The pipe 40 having the electromagnetic valve 39 may be connected and configured. The first and second solenoid valves 35 and 39 and the pump 36 are controlled by a control circuit 41. Control circuit 41
Stores oxygen-containing water 6 such as tap water in a water tank 37 in a container 1
The first and second solenoid valves 35 and 39 and the pump 36 are controlled so that a predetermined amount is introduced into the inside and the hydrogen peroxide solution in the container 1 is discharged. For example, the control circuit 41 controls the container 1
When the inside is empty, the first solenoid valve 35 is opened and the pump 36 is driven with the second solenoid valve 39 closed,
A specific amount of oxygen-containing water 6 such as tap water in the water tank 37 is guided into the container 1. After a predetermined amount of the oxygen-containing water 6 has accumulated in the container 1, the pump 36 is stopped and the first solenoid valve 35 is closed. Then, after generating hydrogen peroxide in the container 1, the second electromagnetic valve 39 is opened to discharge the hydrogen peroxide solution in the container 1. When the discharge of hydrogen peroxide solution is completed,
At the same time or immediately after closing the second solenoid valve 39, the first solenoid valve 3
5 is opened, and the pump 36 is driven to introduce the oxygen-containing water 6 into the container 1 in the same manner as described above, so that these operations are continuously performed. At this time, in order to introduce a predetermined amount of the oxygen-containing water 6 to the container 1, the same amount of the oxygen-containing water 6 may be introduced into the container 1 while keeping the drive time of the pump 36 constant, or the inside of the container 1 may be introduced. The driving of the pump 36 may be stopped when the water level reaches a predetermined water level measured by a sensor or the like. The discharge of the hydrogen peroxide solution may be performed by opening the second solenoid valve 39 after a predetermined time has elapsed after the introduction of the oxygen-containing water, or the concentration of the hydrogen peroxide in the water in the container 1 may be reduced to a predetermined value. , The second electromagnetic valve 39 may be opened. The energization of the electrodes 3 and 10 and the stirring by air may be performed only when oxygen-containing water is accumulated in the container 1, or may be constantly operated. By configuring the hydrogen peroxide water generator in this way, it is possible to continuously produce hydrogen peroxide water.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例により本発明の内容をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるも
のではない。 (実施例1)陽極ボックスの作製 図1に示した形状で寸法250×250×50mmの陽
極ボックス2に、陽極3としてニッケル板(100mm
角、板厚0.5mm)、隔膜5としてポリエチレン−ポ
リビニルアルコール共重合膜(株式会社クラレ製「エバ
ールEF−F−15」)をそれぞれ取り付けた。なお、
陽極ボックス2の開口面積は250cm 2(両面合わせ
て500cm2)になるよう設定し、かつ、陽極3表面
と隔膜5との間の距離は25mmになるように設定し
た。この陽極ボックス内部に、1mol/L水酸化ナト
リウム水溶液に架橋型ポリアクリル酸(日本純薬株式会
社製「ジュンロンPW−50」)2重量%を均一分散さ
せて調製したゲル状電解質を、陽極ボックス内容積の8
割程度まで充填した。
The following examples further illustrate the present invention.
Although described concretely, the present invention is not limited to these.
Not. (Example 1)Fabrication of anode box The size shown in FIG. 1 is 250 × 250 × 50 mm.
In the pole box 2, a nickel plate (100 mm
Square, plate thickness 0.5 mm), polyethylene
Rivinyl alcohol copolymer film (Eva
EF-F-15 "). In addition,
The opening area of the anode box 2 is 250 cm Two(Double-sided alignment
500cmTwo) And the surface of the anode 3
The distance between the diaphragm and the diaphragm 5 is set to be 25 mm.
Was. 1 mol / L sodium hydroxide
Lithium aqueous solution and cross-linked polyacrylic acid (Japan Pure Chemicals
2% by weight of “Junlon PW-50”)
The gel electrolyte prepared by the
Filled to about a percentage.

【0032】陰極の作製 (1)アセトンの2−エチルアントラキノン5%溶液に
CFクロスを2分間浸せきした後、ゆっくり引き上げ、
乾燥した。浸せき前後の重量変化から、約4重量%の2
−エチルアントラキノンが担持されていることを確か
め、これを電極Q−1とした。 (2)Izoretの文献に従い、ポリビニルアルコールに2
−ホルミルアントラキノンを作用させて合成した酸化還
元性のポリビニルアセタールを、DMSO中に5%溶解
した。この溶液にCFクロスを2分間浸せきした後、ゆ
っくり引き上げ、減圧乾燥した。浸せき前後の重量変化
から約5重量%のポリマーが担持されたとし、これを電
極Q−2とした。 (3)CFクロス上にポリアニリンを電解重合した。電
解重合前後の重量変化から約0.8重量%のポリアニリ
ンが担持されたと判断し、これを電極A−1とした。 (4)未処理のグラファイトフェルト(日本カーボン株
式会社製「GF−20」)をポリエチレン系不繊布(ユ
ニチカ株式会社製「エルベスS0153WDO」)で全
体を覆い、周辺をホットメルト接着剤で接着し、これを
電極G−1とした。 尚、全ての陰極は220×200mmの長方形状に作製
した。
Preparation of cathode (1) A CF cloth was immersed in a 5% solution of acetone in 2-ethylanthraquinone for 2 minutes, and then slowly pulled up.
Dried. From the weight change before and after immersion, about 4% by weight of 2
It was confirmed that -ethylanthraquinone was supported, and this was designated as electrode Q-1. (2) According to the literature of Izoret, 2
-Redox polyvinyl acetal synthesized by the action of formyl anthraquinone was dissolved in DMSO at 5%. After immersing the CF cloth in this solution for 2 minutes, it was slowly pulled up and dried under reduced pressure. Based on the weight change before and after the immersion, about 5% by weight of the polymer was assumed to be supported, and this was designated as electrode Q-2. (3) Polyaniline was electrolytically polymerized on the CF cloth. From the weight change before and after the electrolytic polymerization, it was determined that about 0.8% by weight of polyaniline was supported, and this was designated as electrode A-1. (4) Untreated graphite felt ("GF-20" manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) is entirely covered with a polyethylene nonwoven fabric ("Elves S0153WDO" manufactured by Unitika Ltd.), and the periphery is bonded with a hot melt adhesive. This was designated as electrode G-1. In addition, all the cathodes were produced in a 220 × 200 mm rectangular shape.

【0033】次に、図1に示すような形状の容器1内の
所定の位置に、前記作製した陽極ボックス2を設置し、
この容器内に、Q−1、Q−2、A−1、G−1の各種
の陰極10をそれぞれ2枚ずつ取り付けた、各種の容器
1を作製した。なお、陽極ボックス2の隔膜5と陰極1
0表面の距離は全て30mmになるよう設定し、容器1
内に、水道水2リットルを張り込み、散気管29より空
気を毎分1リットルの流量で噴出させた。そして、各種
の容器1の陽極3と2枚の陰極10を結線し、直流電源
装置42により1.5V印加してそれぞれ電解を行っ
た。エネルギー効率は図13に示すように直流電源装置
42にクーロンメーター43を接続して求めた。24時
間連続で通電を行ったときの結果を表1に示した。ま
た、そのときの電流値は、陽極3からのNaOHの漏れ
に伴い徐々に増加した。
Next, the prepared anode box 2 is placed at a predetermined position in a container 1 having a shape as shown in FIG.
Various containers 1 were prepared in which two kinds of cathodes 10 of Q-1, Q-2, A-1, and G-1 were respectively mounted in the containers. In addition, the diaphragm 5 of the anode box 2 and the cathode 1
0 All distances on the surface are set to be 30 mm.
2 liters of tap water was filled thereinto, and air was spouted from the air diffuser 29 at a flow rate of 1 liter per minute. Then, the anode 3 of each container 1 and the two cathodes 10 were connected, and 1.5 V was applied by a DC power supply 42 to perform electrolysis. The energy efficiency was determined by connecting a coulomb meter 43 to a DC power supply 42 as shown in FIG. Table 1 shows the results obtained when energization was performed continuously for 24 hours. Further, the current value at that time gradually increased with the leakage of NaOH from the anode 3.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】表1に示す結果から明らかなとおり、Q−
1、Q−2、A−1、G−1の各種の陰極を用いたもの
は、いずれもエネルギー効率が60%を超え、高効率で
あることが分る。また、電極G−1を使用したときの電
流値、過酸化水素、NaOH量の推移を図14に示し
た。図14に示した結果から、時間が経過すると陰極室
内のNaOH濃度が徐々に上がり、それに伴って電流値
が増加し、かつ、過酸化水素濃度も徐々に上がっている
ことが分る。
As is clear from the results shown in Table 1, Q-
Each of the devices using various cathodes of 1, Q-2, A-1, and G-1 has high energy efficiency exceeding 60% and high efficiency. FIG. 14 shows changes in the current value, the amount of hydrogen peroxide, and the amount of NaOH when the electrode G-1 was used. From the results shown in FIG. 14, it can be seen that the NaOH concentration in the cathode chamber gradually increases with time, the current value increases accordingly, and the hydrogen peroxide concentration also gradually increases.

【0036】(実施例2)次に実施例1と同様に陽極ボ
ックス2を設置した容器1を、図13に示すように構成
して、下記の条件で連続運転した。なお、陽極ボックス
の寸法等は下記に示した。 陽極ボックスの寸法:250×250×50mm 陽極:ニッケル板(100mm角、板厚0.5mm)陽
極ボックスの中央に設置隔膜:ポリエチレン−ポリビニ
ルアルコール共重合膜(株式会社クラレ製「エバールE
F−F−15」) 陽極ボックスの開口面積:250cm2(両面合わせて
500cm2) 陽極表面と隔膜との間の距離:25mm 陽極ボックス:3mol/L水酸化ナトリウム水溶液に
架橋型ポリアクリル酸(日本純薬株式会社製「ジュンロ
ンPW−50」)1.5重量%を均一分散させて調製し
たゲル状電解質(陽極ボックス内容積の8割程度まで充
填) 陰極:G−1(220×200mm、板厚7mm) 隔膜と陰極表面の距離:30mm 酸素含有水:水道水(2.4リットル) 空気噴出量:2リットル/分(常時稼動) 電源:1.5V直流電源装置(常時稼動) 第1電磁弁:23時間55分閉、5分間開を繰り返す
(この5分間開で容器内の過酸化水素水を完全に排出) 第2電磁弁及びポンプ:第1電磁弁が5分間開の後に閉
じられると同時に第2電磁弁を開にすると共にポンプを
駆動させて、容器内に水道水を2.4リットル供給し、
供給後、第2電磁弁を閉にすると共にポンプの駆動を止
める 尚、実験的にエネルギー効率を求めるため、電源装置に
はクーロンメーターを接続した。この条件で連続運転し
た時に、容器から排出された水の過酸化水素濃度とエネ
ルギー効率を図15に示すように同一グラフ上にプロッ
トした。図15に示した結果から、本発明の過酸化水素
発生装置の性能が安定していることが確認された。な
お、エネルギー効率は、下記式により求めた。 エネルギー効率(%)=(発生したH22モル数×2)
×100/(クーロン量/96500)
(Example 2) Next, similarly to Example 1, the container 1 in which the anode box 2 was installed was constructed as shown in FIG. 13 and was continuously operated under the following conditions. The dimensions and the like of the anode box are shown below. Anode box dimensions: 250 × 250 × 50 mm Anode: Nickel plate (100 mm square, plate thickness 0.5 mm) Installed at the center of the anode box Diaphragm: Polyethylene-polyvinyl alcohol copolymer (“EVAL E” manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
The opening area of the F-F-15 ") anode box: 250 cm 2 (500 cm 2 in conjunction both sides) the distance between the anode surface and the membrane: 25mm anode box: 3 mol / L crosslinked polyacrylate sodium hydroxide solution ( A gel electrolyte prepared by uniformly dispersing 1.5% by weight of "Junron PW-50" manufactured by Nippon Pure Chemical Co., Ltd. (filled up to about 80% of the inner volume of the anode box) Cathode: G-1 (220 × 200 mm, (Thickness: 7 mm) Distance between diaphragm and cathode surface: 30 mm Oxygen-containing water: tap water (2.4 liters) Air ejection volume: 2 liters / minute (always running) Power supply: 1.5 V DC power supply (always running) Solenoid valve: Closed for 23 hours and 55 minutes, repeated open for 5 minutes (opens hydrogen peroxide solution in the container completely when opened for 5 minutes) Second solenoid valve and pump: Closes after opening first solenoid valve for 5 minutes La That when by driving the pump while the second solenoid valve to open at the same time, the tap water was 2.4 liters fed into the container,
After the supply, the second solenoid valve is closed and the driving of the pump is stopped. In order to experimentally obtain energy efficiency, a coulomb meter was connected to the power supply device. During continuous operation under these conditions, the hydrogen peroxide concentration and the energy efficiency of the water discharged from the container were plotted on the same graph as shown in FIG. From the results shown in FIG. 15, it was confirmed that the performance of the hydrogen peroxide generator of the present invention was stable. The energy efficiency was determined by the following equation. Energy efficiency (%) = (number of generated H 2 O 2 moles × 2)
× 100 / (coulomb amount / 96500)

【0037】[0037]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、装置の小
型化を図れる。
According to the present invention, the size of the apparatus can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の過酸化水素発生装置の一例を示した図
であり、(a)はその上面図、(b)は(a)のA−A
線断面図、(c)は(a)のB−B線断面図である。
FIG. 1 is a view showing an example of a hydrogen peroxide generator according to the present invention, wherein (a) is a top view thereof, and (b) is AA of (a).
FIG. 3C is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図2】本発明の過酸化水素発生装置の他の例を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the hydrogen peroxide generator of the present invention.

【図3】本発明の陽極ボックスの一例を示す図で、
(a)はその上面図、(b)は正面図、(c)は側面図
である。
FIG. 3 is a view showing an example of the anode box of the present invention;
(A) is a top view, (b) is a front view, and (c) is a side view.

【図4】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図で、
(a)はその上面図、(b)は正面図、(c)は側面図
である。
FIG. 4 is a view showing another example of the anode box of the present invention;
(A) is a top view, (b) is a front view, and (c) is a side view.

【図5】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a view showing another example of the anode box of the present invention.

【図6】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a view showing another example of the anode box of the present invention.

【図7】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a view showing another example of the anode box of the present invention.

【図8】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図で、
(a)はその正面図、(b)は側面図である。
FIG. 8 is a view showing another example of the anode box of the present invention;
(A) is the front view, (b) is a side view.

【図9】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図で、
(a)はその正面図、(b)は側面図である。
FIG. 9 is a view showing another example of the anode box of the present invention;
(A) is the front view, (b) is a side view.

【図10】本発明の陽極ボックスの他の例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a view showing another example of the anode box of the present invention.

【図11】本発明の陰極の一例を示す図で、(a)はそ
の正面図、(b)は側面図である。
11A and 11B are diagrams showing an example of the cathode of the present invention, wherein FIG. 11A is a front view and FIG. 11B is a side view.

【図12】本発明の過酸化水素発生装置の他の例を示す
図で、(a)はその正面図、(b)は側面図である。
FIG. 12 is a view showing another example of the hydrogen peroxide generator of the present invention, wherein (a) is a front view and (b) is a side view.

【図13】本発明の過酸化水素発生装置の他の例を示す
概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing another example of the hydrogen peroxide generator of the present invention.

【図14】時間と電流との関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between time and current.

【図15】日数と過酸化水素の発生量との関係を示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the number of days and the amount of generated hydrogen peroxide.

【符号の説明】[Explanation of symbols] 【選択図】[Selection diagram]

1 容器 2 陽極ボックス 3 陽極 5 隔膜 6 酸素含有水 10 陰極 17 導電性物質 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Anode box 3 Anode 5 Diaphragm 6 Oxygen-containing water 10 Cathode 17 Conductive substance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 霜 義之 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 水田 美能 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiyuki Shimo 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama-ku, Kanagawa Prefecture Inside of the Central Research Laboratory, Nishiishi Mitsui Co., Ltd. (72) Inventor Mino Mizuta 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address: Nishiishi Mitsubishi Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰極及び陽極に通電して過酸化水素を発
生させる装置において、容器の内部に、導電性物質が入
ると共に前記陽極が配設された陽極ボックスを着脱自在
に設け、該陽極ボックスの外側に前記陰極を設けると共
に酸素含有水を入れ、かつ、陽極と陰極との間の陽極ボ
ックスの一部に、電極間に電流が流れるように隔膜を設
けたことを特徴とする過酸化水素発生装置。
1. An apparatus for generating hydrogen peroxide by energizing a cathode and an anode, wherein an anode box in which a conductive substance enters and the anode is disposed is provided detachably in a container. Hydrogen peroxide, wherein the cathode is provided and oxygen-containing water is provided outside the anode, and a diaphragm is provided in a part of the anode box between the anode and the cathode so that current flows between the electrodes. Generator.
【請求項2】 陽極ボックスに、当該ボックス内の気体
を流出させる開放部を設けた請求項1に記載の過酸化水
素発生装置。
2. The hydrogen peroxide generator according to claim 1, wherein the anode box is provided with an opening for allowing gas in the box to flow out.
【請求項3】 導電性物質が塩基性ゲル状電解質又は塩
基性固体電解質である請求項1又は2に記載の過酸化水
素発生装置。
3. The hydrogen peroxide generator according to claim 1, wherein the conductive substance is a basic gel electrolyte or a basic solid electrolyte.
【請求項4】 塩基性ゲル状電解質又は塩基性固体電解
質が、アクリル酸とアクリル酸塩とを架橋剤を用いて共
重合してポリアクリル酸塩類を調製し、このポリアクリ
ル酸塩類の未架橋部分を除去し、除去後、このポリアク
リル酸塩類を粒状化した吸水性ポリマーにより増粘され
たものである請求項3に記載の過酸化水素発生装置。
4. A basic gel electrolyte or a basic solid electrolyte is prepared by copolymerizing acrylic acid and acrylate using a cross-linking agent to prepare polyacrylates. 4. The hydrogen peroxide generator according to claim 3, wherein the polyacrylic acid salt is thickened by a granulated water-absorbing polymer after removing the part and removing the part.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009538267A (en) * 2006-05-25 2009-11-05 ユーオーピー エルエルシー In situ generation of hydrogen peroxide

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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