JPH11189889A - Production of hydrogen peroxide and alkali hydroxide - Google Patents

Production of hydrogen peroxide and alkali hydroxide

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JPH11189889A
JPH11189889A JP9369675A JP36967597A JPH11189889A JP H11189889 A JPH11189889 A JP H11189889A JP 9369675 A JP9369675 A JP 9369675A JP 36967597 A JP36967597 A JP 36967597A JP H11189889 A JPH11189889 A JP H11189889A
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JP
Japan
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hydrogen peroxide
alkali
inorganic acid
ratio
chamber
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Application number
JP9369675A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Uno
雅晴 宇野
Shuhei Wakita
修平 脇田
Masao Sekimoto
正生 関本
Yoshiyuki Kawaguchi
善之 川口
Takayuki Shimamune
孝之 島宗
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.)
De Nora Permelec Ltd
Original Assignee
Permelec Electrode Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of producing a soln. of hydrogen peroxidehaving a suitable alkali ratio [the molar ratio of (alkali hydroxide)/(hydrogen peroxide)], in the electrolytic production of hydrogen peroxide by-producing alkali hydroxide, by regulating the ratio of both products. SOLUTION: An anolyte contg. sulfuric acid and sodium sulfate is fed to an anode chamber 3 as the main body of an electrolytic cell divided into the anode chamber 3 and a cathode chamber 4 by a cation exchange film 2, and electrolysis is executed. Sulfuric acid and sodium sulfate reslectively form hydrogen ions and sodium ions, and since, in the case the amt. of hydrogen ions is larger, in hydrogen peroxide and sodium hydroxide to be formed in the cathode chamber, the relative amt. of the former increases, and, in the case the amt. of sodium ions is larger, the relative amt. of the latter increases, by adjusting the amounts of sulfuric acid and sodium sulfate to be added, the ratio of alkali in the catholyte can be regulated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無機酸と無機酸のアル
カリ金属塩を原料とする過酸化水素及び水酸化アルカリ
の電解による製造方法に関し、より詳細にはガス拡散電
極を使用して過酸化水素と水酸化アルカリの混合溶液を
製造する際に該混合溶液中の両者の割合を制御できる方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing hydrogen peroxide and alkali hydroxide by using an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid as raw materials. The present invention relates to a method capable of controlling the ratio of hydrogen oxide and alkali hydroxide in producing a mixed solution thereof.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】過酸化水素は、食品、医薬
品、パルプ、繊維、半導体工業において欠くことのでき
ない有用な基礎薬品である。従来より過酸化水素は、2
−アルキルアントラキノールを自動酸化させることによ
り工業的に得られ、同時に得られるアントラキノールを
水素還元して元のアントラキノンに戻すことで連続的に
大量合成が行なわれている。その精製のためには精留を
繰り返す等の煩雑な操作が必要であり、しかも過酸化水
素が不安定であり長期間の保存が不可能なため、更に輸
送に伴う安全性及び汚染対策の面から、オンサイト型の
過酸化水素製造装置の需要が高まっている。冷却水とし
て海水を利用する発電所や工場では復水器内部への生物
付着防止のために、海水を直接電解して次亜塩素酸を生
成させ、これを利用することが従来から行なわれている
が、環境保全の観点から次亜塩素酸の使用は規制されつ
つある。即ち次亜塩素酸と海水中の生物や有機物の反応
により有機塩素化合物が形成され、それが二次公害の原
因になることを防止するためである。一方過酸化水素を
前記冷却水中に微量添加すると良好な生物付着防止効果
があることも報告されている。又養魚場用水の水質維持
にも過酸化水素の添加が効果的であるとの報告もある。
しかしながら前述の通り、過酸化水素の輸送に伴う安全
性や汚染対策の課題が残されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Hydrogen peroxide is a useful basic chemical indispensable in the food, pharmaceutical, pulp, textile and semiconductor industries. Conventionally, hydrogen peroxide is 2
-An alkylanthraquinol is industrially obtained by autoxidation, and a large amount of synthesis is continuously performed by simultaneously reducing the obtained anthraquinol with hydrogen to return to the original anthraquinone. For the purification, complicated operations such as repeated rectification are required, and hydrogen peroxide is unstable and cannot be stored for a long period of time. Therefore, demand for an on-site type hydrogen peroxide production apparatus is increasing. In power plants and factories that use seawater as cooling water, it has been conventionally used to generate hypochlorous acid by directly electrolyzing seawater to prevent organisms from adhering to the inside of the condenser. However, the use of hypochlorous acid is being regulated from the viewpoint of environmental protection. That is, the reaction between hypochlorous acid and organisms and organic substances in seawater prevents the formation of an organic chlorine compound, which causes secondary pollution. On the other hand, it has been reported that when a small amount of hydrogen peroxide is added to the cooling water, there is a good effect of preventing biofouling. There is also a report that the addition of hydrogen peroxide is effective in maintaining the quality of fish farm water.
However, as mentioned above, there are still issues of safety and pollution control accompanying the transportation of hydrogen peroxide.

【0003】従来から酸素ガスの還元反応を用いる過酸
化水素の製造が提案され、米国特許第3,693,749 号には
数種類の過酸化水素の電解製造装置が、又米国特許第4,
384,931 号にはイオン交換膜を用いるアルカリ性過酸化
水素溶液の製造方法がそれぞれ開示されている。又米国
特許第3,969,201 号には三次元構造のカーボン陰極とイ
オン交換膜から成る過酸化水素の製造装置が提案されて
いる。しかしこれらの方法では、過酸化水素の生成に必
須であるアルカリの量は生成過酸化水素にほぼ比例して
増加するため、得られる過酸化水素の濃度に対するアル
カリ濃度が高くなり過ぎ用途が限定されてしまう。又米
国特許第4,406,758 号、米国特許第4,891,107 号及び米
国特許第4,457,953 号では多孔性隔膜と疎水性カーボン
陰極を使用する過酸化水素の製造方法が開示され、アル
カリ比(水酸化ナトリウム/過酸化水素のモル比)の小
さいアルカリ性過酸化水素水溶液が得られている。しか
しこれらの方法では陽極室から陰極室への電解質溶液の
移行量及び移行速度の制御が困難であり運転条件の管理
が煩雑で特に生成する過酸化水素の割合が一定しないと
いう欠点がある。これらの電解反応は次の通りである。 陽極反応: 2OH- → 1/2 O2 + H2
+ 2e- 陰極反応: O2 + H2 0 + 2e- → HO
2 - + OH- 陽極室のナトリウムイオンは陰極室に移行して水酸化ナ
トリウムとなり、又HO2 - はNaHO2 (過酸化水素
ナトリウム)になりアルカリ性を示すことがある。理論
的には過酸化水素1分子に対してNaOH2 +H2 O→
2 2 +NaOHとなるので先のNaOHと合わせて
水酸化ナトリウム2分子が生成し、通常の電解ではNa
OH:H2 2 =2.35:1となり、予め陰極室にアルカ
リ成分を添加する場合には更に水酸化ナトリウムの比
(重量)が増加する。実際の工業電解では陽極反応の一
部が水電解となりナトリウムイオンの代わりに水素イオ
ンが生成するため、アルカリ比は若干低くなる。しかし
このアルカリ比の過酸化水素水溶液でも例えばパルプ漂
白用に製紙業で使用するにはアルカリ比が高過ぎ使用に
適しない。
[0003] Production of hydrogen peroxide using a reduction reaction of oxygen gas has been proposed in the past, and US Patent No. 3,693,749 discloses an electrolytic production apparatus for several types of hydrogen peroxide, and US Patent No. 4,693,749.
No. 384,931 discloses a method for producing an alkaline hydrogen peroxide solution using an ion exchange membrane. U.S. Pat. No. 3,969,201 proposes an apparatus for producing hydrogen peroxide comprising a three-dimensionally structured carbon cathode and an ion exchange membrane. However, in these methods, the amount of alkali essential for the production of hydrogen peroxide increases almost in proportion to the produced hydrogen peroxide, so that the alkali concentration relative to the concentration of hydrogen peroxide obtained becomes too high and the application is limited. Would. Also, U.S. Pat. Nos. 4,406,758, 4,891,107 and 4,457,953 disclose a method for producing hydrogen peroxide using a porous membrane and a hydrophobic carbon cathode, with an alkali ratio (sodium hydroxide / hydrogen peroxide). (Molar ratio) is obtained. However, these methods have disadvantages in that it is difficult to control the amount and speed of the transfer of the electrolyte solution from the anode chamber to the cathode chamber, the management of operating conditions is complicated, and particularly the ratio of generated hydrogen peroxide is not constant. These electrolytic reactions are as follows. Anode reaction: 2OH - → 1/2 O 2 + H 2 0
+ 2e - cathodic reaction: O 2 + H 2 0 + 2e - → HO
2 - + OH - sodium ions in the anode chamber becomes sodium hydroxide migrate to the cathode chamber, and HO 2 - may exhibit alkalinity becomes NaHO 2 (sodium peroxide). Theoretically, for one molecule of hydrogen peroxide, NaOH 2 + H 2 O →
Since it becomes H 2 O 2 + NaOH, two molecules of sodium hydroxide are generated together with the previous NaOH.
OH: H 2 O 2 = 2.35: 1, and when an alkali component is added to the cathode chamber in advance, the ratio (weight) of sodium hydroxide further increases. In actual industrial electrolysis, a part of the anodic reaction becomes water electrolysis and hydrogen ions are generated instead of sodium ions, so that the alkali ratio is slightly lowered. However, even with an aqueous solution of hydrogen peroxide having this alkali ratio, the alkali ratio is too high for use in the papermaking industry, for example, for pulp bleaching, and is not suitable for use.

【0004】更にJournal of Electrochemical Societ
y, vol.130, 1117〜(1983)には陽、陰イオン交換膜を
用い、中間室に硫酸を供給し、酸性の過酸化水素溶液を
安定的に得る方法が提案されている。更に電気化学57巻
p1073(1989)には、陽極として膜電極接合体を使用す
ることで性能を向上させる手法が報告されている。しか
しこれらの方法では電力原単位が掛かり経済性に問題が
あった。Jornal of Applied Electrochem. vol.125 (19
95) 613 〜627 には、前記膜電極接合体を使用するとア
ルカリ比は満足できるが、電力消費が2倍になることが
報告されている。従って現時点では、低電力消費下で、
アルカリ比が低い水酸化ナトリウムと過酸化水素の混合
溶液を製造する方法は知られていない。
Further, Journal of Electrochemical Societ
y, vol. 130, 1117- (1983) proposes a method for stably obtaining an acidic hydrogen peroxide solution by using sulfuric acid and anion exchange membranes and supplying sulfuric acid to the intermediate chamber. Further, in Vol. 57 of Electrochemistry, p. 1073 (1989), a method of improving performance by using a membrane electrode assembly as an anode is reported. However, these methods require a unit of electric power and have a problem in economy. Jornal of Applied Electrochem.vol.125 (19
95) 613 to 627 report that the use of the membrane electrode assembly satisfies the alkali ratio, but doubles the power consumption. Therefore, at the moment, with low power consumption,
There is no known method for producing a mixed solution of sodium hydroxide and hydrogen peroxide having a low alkali ratio.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、従来よりも簡単な手法で、ア
ルカリ比の低いあるいは所望のアルカリ比の過酸化水素
と水酸化アルカリの混合溶液を得る方法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for obtaining a mixed solution of hydrogen peroxide and alkali hydroxide having a low alkali ratio or a desired alkali ratio by a simpler method than before.

【0006】[0006]

【問題点を解決するための手段】本発明は、陽イオン交
換膜を隔膜とする2室型電解槽の陽極室にアルカリ金属
を含む陽極液を、陰極室に酸素含有ガスをそれぞれ供給
して、陽極室で水の酸化を行い、陰極室で過酸化水素と
水酸化アルカリを得る方法において、前記アルカリ金属
を含む陽極液として無機酸と無機酸のアルカリ金属塩の
溶液を使用することを特徴とする過酸化水素及び水酸化
アルカリの製造方法であり、前記無機酸と無機酸のアル
カリ金属塩の割合を調節することにより製造される過酸
化水素と水酸化アルカリの比を制御することもできる。
According to the present invention, an anolyte containing an alkali metal is supplied to an anode chamber of a two-chamber electrolytic cell having a cation exchange membrane as a diaphragm, and an oxygen-containing gas is supplied to a cathode chamber. A method of oxidizing water in an anode chamber and obtaining hydrogen peroxide and alkali hydroxide in a cathode chamber, wherein a solution of an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is used as the anolyte containing the alkali metal. It is also possible to control the ratio of hydrogen peroxide and alkali hydroxide to be produced by adjusting the ratio of the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid. .

【0007】以下本発明を詳細に説明する。本発明で
は、陽極室に原料として供給される無機酸と無機酸のア
ルカリ金属塩を使用する。該無機酸及び無機酸のアルカ
リ金属塩からそれぞれ生じ陽極液中でイオン化している
水素イオン及びアルカリ金属イオンは、陽イオン交換膜
を透過して陰極室に達する。両イオンは陰極室で生成す
る水酸イオンと反応してそれぞれ水と水酸化アルカリに
変換され、生成する水と水酸化アルカリの量は前記水素
イオン及びアルカリ金属イオンに比例する。従って電解
当初に陽極室に存在する前記無機酸及び無機酸のアルカ
リ金属塩のモル比と陰極室で生成する水と水酸化アルカ
リのモル比はほぼ正比例する。そして陰極室で生成する
過酸化水素は前記無機酸と無機酸のアルカリ金属塩のモ
ル比には影響されないため、陽極液中の無機酸のアルカ
リ金属塩の無機酸に対するモル比を増加させると陰極室
で生成する水酸化ナトリウム/過酸化水素のモル比(ア
ルカリ比)は大きくなり、他方陽極液中の無機酸のアル
カリ金属塩の無機酸に対するモル比を減少させると陰極
室でのアルカリ比は小さくなり、アルカリ比の制御が可
能になる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, an inorganic acid and an alkali metal salt of the inorganic acid supplied as a raw material to the anode chamber are used. Hydrogen ions and alkali metal ions generated from the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid, respectively, and ionized in the anolyte, pass through the cation exchange membrane and reach the cathode compartment. Both ions react with hydroxyl ions generated in the cathode chamber and are converted into water and alkali hydroxide, respectively, and the amounts of water and alkali hydroxide generated are proportional to the hydrogen ions and alkali metal ions. Therefore, the molar ratio of the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid existing in the anode compartment at the beginning of electrolysis is almost directly proportional to the molar ratio of water and alkali hydroxide generated in the cathode compartment. And since the hydrogen peroxide generated in the cathode chamber is not affected by the molar ratio of the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid, increasing the molar ratio of the alkali metal salt of the inorganic acid to the inorganic acid in the anolyte increases the cathode capacity. The molar ratio of sodium hydroxide / hydrogen peroxide (alkali ratio) generated in the chamber increases, while the molar ratio of the alkali metal salt of the inorganic acid to the inorganic acid in the anolyte decreases with the alkali ratio in the cathode chamber. This makes it possible to control the alkali ratio.

【0008】本発明はこの原理を利用して、所望用途に
応じたアルカリ比を有する過酸化水素溶液を得ることを
意図している。但し、このようにしてアルカリ比の制御
が可能になるが、陰極室で水酸イオンと水素イオンとの
中和が起こるため電解質濃度が低下して電解液抵抗が上
昇し電圧ロスによる発熱が大きくなり、冷却が必要にな
る。本発明では電解質濃度低下を陰極室のみとし、その
濃度低下もできる限り小さくするようにしている。本発
明で使用可能な無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、炭
酸、リン酸等があり、無機酸のアルカリ金属塩としては
これらの無機酸のナトリウム塩やカリウム塩があり、価
格的には硫酸と硫酸塩を使用することが望ましい。塩化
物を使用すると、電解酸化により塩素や次亜塩素酸が発
生するが、工業的にこれらの化合物を使用できる場合は
好ましい原料である。使用する無機酸及び無機酸のアル
カリ金属塩は同じ陰イオンを生じさせる塩酸−塩化ナト
リウム、硫酸−硫酸ナトリウムという組合せが望ましい
が、塩酸−硫酸ナトリウムという組合せも可能である。
更に無機酸又は無機酸のアルカリ金属塩として2以上の
化合物を混合して使用しても良い。又陽極液中に希薄水
酸化アルカリを添加しても良く、この場合には陰極液中
の水酸化アルカリ濃度が高くなり、最大では理論値であ
るNaOH:H2 2 =2.35:1になる。
The present invention utilizes this principle and intends to obtain a hydrogen peroxide solution having an alkali ratio corresponding to a desired application. However, although the alkali ratio can be controlled in this manner, the neutralization of hydroxyl ions and hydrogen ions occurs in the cathode chamber, so that the electrolyte concentration decreases, the electrolyte resistance increases, and heat generation due to voltage loss increases. And requires cooling. In the present invention, the electrolyte concentration is reduced only in the cathode chamber, and the concentration decrease is made as small as possible. The inorganic acids that can be used in the present invention include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, carbonic acid, phosphoric acid, and the like, and the alkali metal salts of the inorganic acids include sodium salts and potassium salts of these inorganic acids. It is desirable to use sulfuric acid and sulfates. When chloride is used, chlorine or hypochlorous acid is generated by electrolytic oxidation, but when these compounds can be used industrially, it is a preferable raw material. The inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid to be used are preferably a combination of hydrochloric acid-sodium chloride and sulfuric acid-sodium sulfate which generate the same anion, but a combination of hydrochloric acid-sodium sulfate is also possible.
Further, two or more compounds may be mixed and used as an inorganic acid or an alkali metal salt of an inorganic acid. Also, a dilute alkali hydroxide may be added to the anolyte. In this case, the concentration of the alkali hydroxide in the catholyte increases, and the maximum value is the theoretical value of NaOH: H 2 O 2 = 2.35: 1. .

【0009】陽極液中の無機酸と無機酸のアルカリ金属
塩のモル比は理論的には特に限定されないが、無機酸濃
度が高くなると電流効率が僅かだが低下する傾向にあ
り、又無機酸のアルカリ金属塩の濃度が高くなると従来
のようにアルカリ比が高くなり過ぎるため、必要なアル
カリ比や電解条件に応じて適宜設定すれば良い。好まし
い無機酸の無機酸のアルカリ金属塩に対するモル比
〔(無機酸のアルカリ金属塩のモル濃度)/(無機酸の
モル濃度)〕の範囲は0.05〜10.0である。本発明で使用
する電解槽は陽イオン交換膜で陽極室と陰極室に区画さ
れた2室型電解槽とする。陽イオン交換膜を使用するの
は、イオン交換膜室で生成する過酸化水素が陽極室へ移
行して酸化され水と酸素に分解されることを防止して高
効率で過酸化水素を製造し、かつ過酸化水素の濃度を高
く維持してその生成量を減らすことにより電解液の電気
伝導度を高く保って電解電圧を低くし電力原単位を低下
させるためである。使用できる陽イオン交換膜は特に限
定されないが、過酸化水素のような酸化剤に耐久性を有
するフッ素樹脂系の膜を使用することが望ましく、代表
的な陽イオン交換膜として、デュポン社製の商品名ナフ
ィオン115 、117 、315 、350 等のパーフルオロスルフ
ォン酸系の膜がある。
The molar ratio of the inorganic acid to the alkali metal salt of the inorganic acid in the anolyte is not particularly limited in theory. However, as the concentration of the inorganic acid increases, the current efficiency tends to decrease slightly, but the inorganic acid tends to decrease. If the concentration of the alkali metal salt is increased, the alkali ratio becomes too high as in the conventional case, so it may be appropriately set according to the required alkali ratio and electrolysis conditions. The preferred range of the molar ratio of the inorganic acid to the alkali metal salt of the inorganic acid [(molar concentration of the alkali metal salt of the inorganic acid) / (molar concentration of the inorganic acid)] is 0.05 to 10.0. The electrolytic cell used in the present invention is a two-chamber electrolytic cell partitioned by a cation exchange membrane into an anode chamber and a cathode chamber. The cation exchange membrane is used to produce hydrogen peroxide with high efficiency by preventing the hydrogen peroxide generated in the ion exchange membrane chamber from moving to the anode chamber and being oxidized and decomposed into water and oxygen. In addition, by keeping the concentration of hydrogen peroxide high to reduce the amount of hydrogen peroxide produced, the electric conductivity of the electrolytic solution is kept high, the electrolytic voltage is lowered, and the power consumption is reduced. The cation exchange membrane that can be used is not particularly limited, but it is preferable to use a fluororesin-based membrane having durability against an oxidizing agent such as hydrogen peroxide.A typical cation exchange membrane is manufactured by DuPont. There are perfluorosulfonic acid type membranes such as Nafion 115, 117, 315 and 350 under the trade name.

【0010】陽イオン交換膜の陽極室側には陽極を設置
する。この陽極に関しては特に限定されず、電解液の液
性により決定すれば良い。本発明ではナトリウムイオン
に対してほぼ同量の水素イオンを陽極室から陰極室へ供
給するために陽極室近傍のpHは酸性とすることが望ま
しく、これに適した陽極としては、触媒として白金、イ
リジウム、ルテニウムなどの金属又はそれらの酸化物を
主とする電極物質を、チタン、ニオブ、タンタル等の耐
食性を有する金網、粉末焼結体、金属繊維焼結体等の基
体上に、熱分解法、樹脂による固着法、複合めっき法等
により担持量が10〜500 g/m2となるように担持した不
溶性金属電極がある。陽極液がpH>12のアルカリ性で
ある場合にはニッケルやステンレススチール等の金属を
そのまま陽極として使用しても良いが、pH<12である
とニッケル等はその表面に不働態層を形成して通電をし
難くするため、アルカリの場合でもpH<12では前記不
溶性金属電極を使用することが好ましい。陽極反応で生
成する水素イオンは陰極室でのアルカリ成分の中和に使
用されるが、ナトリウムイオン濃度と水素イオン濃度の
比率により移行する陽イオンの比率が変化する。過剰な
水素イオンが膜近傍に集中して存在すると陰極室での過
酸化水素生成反応の効率が減少する。従って陽極と陽イ
オン交換膜間の濃度分極を抑制するために両者を0.1 〜
5mm離して配置し、電解液を流通しやすくすることが好
ましい。又過酸化水素生成に悪影響を及ぼさない場合に
は陽極と陽イオン交換膜を密着させて電解電圧を低下さ
せることが望ましい。該陽極と陽イオン交換膜の密着は
前もって機械的に結合させておくか、あるいは電解時に
0.1 から30kgf/cm2 程度の圧力を与えておこなれば良
い。
[0010] An anode is installed on the anode chamber side of the cation exchange membrane. The anode is not particularly limited, and may be determined depending on the liquid property of the electrolytic solution. In the present invention, in order to supply almost the same amount of hydrogen ions to sodium ions from the anode chamber to the cathode chamber, it is desirable that the pH in the vicinity of the anode chamber is acidic. As a suitable anode, platinum as a catalyst, An electrode material mainly composed of a metal such as iridium or ruthenium or an oxide thereof is applied to a corrosion-resistant wire mesh such as titanium, niobium, or tantalum, a sintered body of powder, a sintered body of metal fiber or the like by a thermal decomposition method. And an insoluble metal electrode supported by a resin fixing method, a composite plating method, or the like so that the supported amount is 10 to 500 g / m 2 . When the anolyte is alkaline at pH> 12, a metal such as nickel or stainless steel may be used as the anode as it is, but at pH <12, nickel etc. forms a passive layer on its surface. In order to make it difficult to conduct electricity, it is preferable to use the insoluble metal electrode at pH <12 even in the case of alkali. The hydrogen ions generated by the anodic reaction are used to neutralize the alkali component in the cathode chamber, but the ratio of the cations to be transferred changes according to the ratio of the sodium ion concentration to the hydrogen ion concentration. If excess hydrogen ions are concentrated near the membrane, the efficiency of the hydrogen peroxide generation reaction in the cathode chamber decreases. Therefore, to suppress concentration polarization between the anode and the cation exchange membrane,
It is preferable to place them at a distance of 5 mm to facilitate the flow of the electrolyte. If the formation of hydrogen peroxide is not adversely affected, the anode and the cation exchange membrane are preferably brought into close contact to lower the electrolysis voltage. The contact between the anode and the cation exchange membrane may be mechanically bonded in advance, or during electrolysis.
It is sufficient to apply a pressure of about 0.1 to 30 kgf / cm 2 .

【0011】陰極としてはガス拡散陰極を使用する。材
質としては、カーボン製であることが望ましく、電極物
質としては、カーボンや金が用いられる。反応生成ガ
ス、液の供給及び除去を速やかに行うために疎水性の材
料を分散することが好ましい。ガス拡散陰極の場合は親
水性の反応層と撥水性のガス拡散層を両面に有するいわ
ゆる半疎水型ガス拡散電極が望ましくい。又ガス拡散電
極を陽イオン交換膜に密着させて使用こともでき両者間
の距離を最小に維持できるので、これにより電解電圧も
最小にすることができる。但し生成した陰極液は、ガス
拡散電極を通してイオン交換膜とは反対側に抜くこと、
又ガス供給は液抜き側から行うため、構造としては僅か
に複雑になる。前記ガス拡散電極と陽イオン交換膜の密
着は前もって機械的に結合させておくか、あるいは電解
時に0.1 から30kgf/cm2 程度の圧力を与えれば良い。な
お該ガス拡散電極の電極物質としては過酸化水素生成の
いわゆる2電子反応の効率が高く過酸化水素分解が起こ
りにくい炭素又は金が望ましい。このような電極の代表
例としてE−TEK社の商品名ELATがあり、この電
極は炭素繊維や布状体にグラファイトやカーボンブラッ
ク等の炭素を、撥水剤であるフッ素樹脂を媒体として充
填し、片面を撥水層、他面を親水層とした電極である。
As a cathode, a gas diffusion cathode is used. The material is preferably made of carbon, and carbon or gold is used as the electrode material. In order to quickly supply and remove the reaction product gas and liquid, it is preferable to disperse a hydrophobic material. In the case of a gas diffusion cathode, a so-called semi-hydrophobic gas diffusion electrode having a hydrophilic reaction layer and a water-repellent gas diffusion layer on both surfaces is desirable. Also, the gas diffusion electrode can be used in close contact with the cation exchange membrane, and the distance between the two can be kept to a minimum, thereby minimizing the electrolysis voltage. However, the generated catholyte is drained through the gas diffusion electrode to the side opposite to the ion exchange membrane,
Further, since the gas is supplied from the liquid drain side, the structure becomes slightly complicated. The gas diffusion electrode and the cation exchange membrane may be brought into close contact with each other mechanically in advance, or a pressure of about 0.1 to 30 kgf / cm 2 may be applied during electrolysis. The electrode material of the gas diffusion electrode is desirably carbon or gold which has a high efficiency of the so-called two-electron reaction of hydrogen peroxide generation and is unlikely to decompose hydrogen peroxide. A typical example of such an electrode is ELAT, trade name of E-TEK. This electrode is formed by filling carbon fiber or cloth with carbon such as graphite or carbon black, and using a fluororesin as a water repellent as a medium. And an electrode having a water-repellent layer on one side and a hydrophilic layer on the other side.

【0012】電極物質層の多孔性を更に高めるためには
前記ペースト中にアルコールやエチレングリコール等の
加熱により分解又は揮発する化合物を添加しすれば良
い。又このような分解性又は揮発性物質でなく、発泡剤
を添加しても良いことは勿論である。反応ガスの物質移
動を速やかに行なうために、疎水性材料を、前記電極物
質層や集電体に分散担持することが好ましい。疎水性材
料としては、フッ化ピッチ、フッ化黒鉛、フッ素樹脂等
が望ましく、特にフッ素樹脂は均一かつ良好な性能を得
るために、200 から400 ℃の温度において焼成すること
も好ましい。フッ素成分の粉末の粒径は0.005 〜100 μ
mとすることが好ましい。疎水性や親水性の部分は電極
断面方向に沿ってそれぞれ連続していることが望まし
い。なお陽イオン交換膜とガス拡散陰極の間に酸化ジル
コニウムや酸化珪素から成るシート状の親水性液透過層
を設置しても良い。この親水性液透過層は、ガス拡散陰
極を透過して陰極室側に取り出されるべき生成物を含む
陰極液を該親水性液透過層の周縁部に取り出しすことに
より、ガス供給を阻害することになる陰極液がガス拡散
陰極中に滞留することを回避して、円滑なガス供給及び
取り出しを行って電解電圧の低下をも達成する機能を有
する。
In order to further increase the porosity of the electrode material layer, a compound which is decomposed or volatilized by heating, such as alcohol or ethylene glycol, may be added to the paste. Of course, a foaming agent may be added instead of such a decomposable or volatile substance. In order to quickly perform mass transfer of the reaction gas, it is preferable that a hydrophobic material is dispersed and supported on the electrode material layer and the current collector. As the hydrophobic material, pitch fluoride, graphite fluoride, fluororesin and the like are desirable. In particular, the fluororesin is preferably fired at a temperature of 200 to 400 ° C. in order to obtain uniform and good performance. Particle size of powder of fluorine component is 0.005 to 100 μ
m is preferable. It is desirable that the hydrophobic and hydrophilic portions are respectively continuous along the electrode cross-sectional direction. A sheet-like hydrophilic liquid permeable layer made of zirconium oxide or silicon oxide may be provided between the cation exchange membrane and the gas diffusion cathode. This hydrophilic liquid permeable layer prevents gas supply by taking out a catholyte containing a product which is transmitted through the gas diffusion cathode and taken out to the cathode chamber side at the periphery of the hydrophilic liquid permeable layer. This has the function of avoiding the catholyte solution to accumulate in the gas diffusion cathode, performing smooth gas supply and extraction, and also achieving a reduction in the electrolytic voltage.

【0013】最適な電解運転は、金属陽極及びガス拡散
陰極を陽イオン交換膜の両側に密着させ、陽極室側に無
機酸と無機酸のアルカリ金属塩の水溶液を、陰極室側に
酸素ガスを供給しながら通電し、温度を5から40℃と
し、1〜50A/dm2 の電流密度で行うことである。本発明
では前記陽極液中の無機酸と無機酸のアルカリ金属塩の
比率を変化させずに運転しても良いが、生成する陰極液
中の水酸化アルカリと過酸化水素の濃度比を追跡し、こ
のアルカリ比が所望値より大きいときには前記陽極液中
の無機酸の量を増やして前記アルカリ比を小さくすると
いった前記アルカリ比の制御を電解運転中に行っても良
い。
The optimal electrolysis operation is such that a metal anode and a gas diffusion cathode are brought into close contact with both sides of a cation exchange membrane, an aqueous solution of an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is supplied to the anode chamber side, and oxygen gas is supplied to the cathode chamber side. The current is supplied at a temperature of 5 to 40 ° C. and the current density is 1 to 50 A / dm 2 . In the present invention, the operation may be performed without changing the ratio of the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid in the anolyte, but the concentration ratio of the alkali hydroxide and hydrogen peroxide in the generated catholyte is tracked. When the alkali ratio is larger than a desired value, the alkali ratio may be controlled during the electrolysis operation, such as increasing the amount of the inorganic acid in the anolyte to decrease the alkali ratio.

【0014】次に添付図面に基づいて本発明による過酸
化水素製造に使用できる電解槽を例示するが、本発明で
使用可能な電解槽はこれらに限定されるものではない。
図1は、本発明による過酸化水素及び水酸化ナトリウム
製造に使用できる電解槽の一例を示す縦断面図である。
電解槽本体1は、陽イオン交換膜2により陽極室3と陰
極室4に区画され、陽極室3には前記陽イオン交換膜2
と僅かに離間して、エクスパンドメッシュ等の多孔性の
不溶性金属陽極5が設置されている。前記陽イオン交換
膜2の陰極室面にはガス拡散陰極6が密着し、該ガス拡
散陰極6の陽イオン交換膜の反対面には陰極集電体7が
接続されている。8は陽極室3底板に形成された陽極液
供給口、9は陽極室3天板に形成された陽極液及び生成
酸素ガス取出口、10は陰極室4天板に形成された酸素含
有ガス供給口、11は陰極室4底板に形成された過酸化水
素及び水酸化ナトリウム取出口である。
Next, an electrolytic cell that can be used for producing hydrogen peroxide according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the electrolytic cell that can be used in the present invention is not limited to these.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an electrolytic cell that can be used for producing hydrogen peroxide and sodium hydroxide according to the present invention.
The electrolytic cell body 1 is divided into an anode chamber 3 and a cathode chamber 4 by a cation exchange membrane 2, and the cation exchange membrane 2 is provided in the anode chamber 3.
The porous insoluble metal anode 5 such as an expanded mesh is disposed slightly apart from the anode. A gas diffusion cathode 6 is in close contact with the cathode chamber surface of the cation exchange membrane 2, and a cathode current collector 7 is connected to a surface of the gas diffusion cathode 6 opposite to the cation exchange membrane. Reference numeral 8 denotes an anolyte supply port formed in the bottom plate of the anode chamber 3, reference numeral 9 denotes an anolyte and formed oxygen gas outlet formed in the top plate of the anode chamber 3, and reference numeral 10 denotes a supply of oxygen-containing gas formed in the top plate of the cathode chamber 4. A mouth 11 is an outlet for hydrogen peroxide and sodium hydroxide formed in the bottom plate of the cathode chamber 4.

【0015】このような構成から成る電解槽本体1の陽
極液供給口8から例えば硫酸と硫酸ナトリウムの水溶液
を、又酸素含有ガス供給口10から湿潤酸素ガスを(又は
純水と酸素含有ガスを別個に)供給しながら陽極5及び
陰極6間に通電すると、陽極室でナトリウムイオン及び
水素イオンが生じ陽イオン交換膜2を透過して陰極室4
に達する。又陰極室では酸素ガスが該酸素ガスの有する
水蒸気と反応して過酸化水素イオン及び水酸イオンを生
成する。過酸化水素イオンは水素イオンと結合して過酸
化水素を生じ、水酸イオンはナトリウムイオンと反応し
て水酸化ナトリウムを、又は水素イオンと反応して水を
生成する。この場合陽イオン交換膜2から陰極室4へ透
過するナトリウムイオンが少なく水素イオンが多いと、
生成する水酸化ナトリウムと水のうち後者の割合が多く
なり、従ってアルカリ比が小さくなり、過酸化水素含有
量が多くなる。他方陽イオン交換膜2から陰極室4へ透
過するナトリウムイオンが多く水素イオンが少ないと、
生成する水酸化ナトリウムと水のうち前者の割合が多く
なり、従ってアルカリ比が大きくなり、相対的な過酸化
水素含有量が小さくなる。この場合のナトリウムイオン
源は及び水素イオン源は、それぞれ陽極液中の硫酸及び
硫酸ナトリウムであり、陽極液を調製する際の両者の混
合割合を調節することにより、容易にアルカリ比を制御
でき、特に硫酸ナトリウムの比を小さくするとパルプ漂
白で必要なアルカリ比が1前後の水酸化ナトリウムと過
酸化水素の混合溶液が得られる。逆に硫酸ナトリウムの
比を大きくするとアルカリ比が2以上にも達する溶液を
製造できる。
For example, an aqueous solution of sulfuric acid and sodium sulfate is supplied from the anolyte supply port 8 of the electrolytic cell main body 1 having such a configuration, and wet oxygen gas (or pure water and oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply port 10). When a current is supplied between the anode 5 and the cathode 6 while supplying (separately), sodium ions and hydrogen ions are generated in the anode chamber, pass through the cation exchange membrane 2 and pass through the cathode chamber 4.
Reach In the cathode chamber, oxygen gas reacts with water vapor contained in the oxygen gas to generate hydrogen peroxide ions and hydroxyl ions. Hydrogen peroxide ions combine with hydrogen ions to generate hydrogen peroxide, and hydroxide ions react with sodium ions to produce sodium hydroxide or hydrogen ions to produce water. In this case, if a small amount of sodium ions permeate from the cation exchange membrane 2 to the cathode chamber 4 and a large amount of hydrogen ions,
The ratio of the latter to the formed sodium hydroxide and water is increased, so that the alkali ratio is reduced and the hydrogen peroxide content is increased. On the other hand, when a large amount of sodium ions permeate from the cation exchange membrane 2 to the cathode chamber 4 and a small amount of hydrogen ions,
The former produces a higher proportion of sodium hydroxide and water, thus increasing the alkali ratio and lowering the relative hydrogen peroxide content. In this case, the sodium ion source and the hydrogen ion source are sulfuric acid and sodium sulfate in the anolyte, respectively.By adjusting the mixing ratio of both when preparing the anolyte, the alkali ratio can be easily controlled, In particular, when the ratio of sodium sulfate is reduced, a mixed solution of sodium hydroxide and hydrogen peroxide having an alkali ratio required for pulp bleaching of about 1 can be obtained. Conversely, if the ratio of sodium sulfate is increased, a solution having an alkali ratio of 2 or more can be produced.

【0016】[0016]

【実施例】次に本発明方法により過酸化水素と水酸化ナ
トリウムを製造する実施例を記載するが、該実施例は本
発明を限定するものではない。
EXAMPLES Next, examples of producing hydrogen peroxide and sodium hydroxide by the method of the present invention will be described, but the examples do not limit the present invention.

【0017】[0017]

【実施例1】電極面積が0.2 dm2 であり、酸化イリジウ
ム(IrO2 )触媒を担持したチタン製の多孔性の不溶
性電極を陽極とし、金触媒を担持したカーボン粉末(商
品名:Vulcan XC-72) をフッ素樹脂(三井デュポン株式
会社性、30J)をバインダーとして、カーボンクロス
(日本カーボン株式会社製)製の多孔性電極基体に担持
してガス拡散陰極とした。このガス拡散陰極を陽イオン
交換膜であるナフィオン350 (デュポン社製)と密着す
るように設置し、該陽イオン交換膜の反対側には液流通
用の空間1mmを隔てて前記陽極を設置して図1に示すよ
うな電解槽を構成した。陽極室には1Mの硫酸及び1M
の硫酸ナトリウム水溶液をそれぞれ毎分1mlで供給し、
陰極室には純水を毎分0.4 mlで、かつ酸素濃縮装置(日
本酸素株式会社OA−2L)から酸素ガスを毎分60mlで
それぞれ供給した。温度を30℃とし、2Aの電流を流し
ながら電解したところ、槽電圧は2.5 Vであり、陰極室
出口から10.2g/リットルの水酸化ナトリウム及び8.5
g/リットルの過酸化水素を含む溶液(アルカリ比は1.
2 )が電流効率75%で得られた。
Example 1 A carbon powder (trade name: Vulcan XC-) having an electrode area of 0.2 dm 2 , a titanium insoluble electrode carrying an iridium oxide (IrO 2 ) catalyst as an anode, and a gold catalyst carrying 72) was supported on a porous electrode substrate made of carbon cloth (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) using a fluororesin (Mitsui DuPont, 30J) as a binder to form a gas diffusion cathode. This gas diffusion cathode was placed in close contact with Nafion 350 (manufactured by DuPont), which is a cation exchange membrane, and the anode was placed on the opposite side of the cation exchange membrane with a space for liquid flow of 1 mm. Thus, an electrolytic cell as shown in FIG. 1 was constructed. 1M sulfuric acid and 1M in the anode compartment
Of sodium sulfate aqueous solution at a rate of 1 ml per minute,
Pure water was supplied to the cathode chamber at a rate of 0.4 ml / min, and oxygen gas was supplied at a rate of 60 ml / min from an oxygen concentrator (OA-2L). When the temperature was 30 ° C. and the electrolysis was carried out while applying a current of 2 A, the cell voltage was 2.5 V, and 10.2 g / liter of sodium hydroxide and 8.5 g
g / liter of hydrogen peroxide solution (alkaline ratio is 1.
2) was obtained with a current efficiency of 75%.

【0018】[0018]

【実施例2】実施例における硫酸濃度を、5、0.5 又は
0.1 Mに変化させたこと以外は実施例1と同一条件で電
解を行い、得られる溶液のアルカリ比及び電流効率を測
定した。その結果を表1に纏めた。表1から硫酸濃度が
0.1 M程度であるとアルカリ比が2前後になり、従来の
過酸化水素製造と大差がなくなり、一方硫酸濃度が5M
前後になるとアルカリ比は1前後まで低下して従来製造
できなかった過酸化水素と水酸化ナトリウムの混合溶液
が得られるが、電流効率がかなり低くなることが判る。
Example 2 The sulfuric acid concentration in the example was 5, 0.5 or
Electrolysis was performed under the same conditions as in Example 1 except that the concentration was changed to 0.1 M, and the alkali ratio and current efficiency of the obtained solution were measured. The results are summarized in Table 1. From Table 1, the sulfuric acid concentration
When the concentration is about 0.1 M, the alkali ratio becomes about 2, and there is no much difference from the conventional hydrogen peroxide production.
When the ratio becomes about 1, the alkali ratio is reduced to about 1, and a mixed solution of hydrogen peroxide and sodium hydroxide, which cannot be produced conventionally, is obtained. However, it is found that the current efficiency is considerably lowered.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【実施例3】陽極として酸化ルテニウム(RuO2 )を
担持したチタン製の多孔性の不溶性電極を、又陽イオン
交換膜としてナフィオン117 (デュポン社製)をそれぞ
れ使用し、陽極室に塩酸濃度を1Nに調整した塩化ナト
リウム水溶液を毎分2mlで供給したこと以外は実施例1
と同一条件で電解を行ったところ、槽電圧は2.7 Vであ
り、陽極からは塩素及び次亜塩素酸が電流効率90%で発
生し、陰極室出口からは10g/リットルの水酸化ナトリ
ウム及び8g/リットルの過酸化水素を含む溶液(アル
カリ比1.3 )が電流効率80%で得られた。
Example 3 A titanium porous insoluble electrode supporting ruthenium oxide (RuO 2 ) was used as an anode, and Nafion 117 (manufactured by DuPont) was used as a cation exchange membrane. Example 1 except that an aqueous solution of sodium chloride adjusted to 1N was supplied at 2 ml per minute.
When the electrolysis was carried out under the same conditions as in the above, the cell voltage was 2.7 V, chlorine and hypochlorous acid were generated from the anode at a current efficiency of 90%, and 10 g / l of sodium hydroxide and 8 g from the cathode chamber outlet. Per liter of hydrogen peroxide (alkaline ratio 1.3) was obtained with a current efficiency of 80%.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明方法は、陽イオン交換膜を隔膜と
する2室型電解槽の陽極室にアルカリ金属を含む陽極液
を、陰極室に酸素含有ガスをそれぞれ供給して、陽極室
で水の酸化を行い、陰極室で過酸化水素と水酸化アルカ
リを得る方法において、前記アルカリ金属を含む陽極液
として無機酸と無機酸のアルカリ金属塩の溶液を使用す
ることを特徴とする過酸化水素及び水酸化アルカリの製
造方法である。本発明方法では、陽極室で無機酸と無機
酸のアルカリ金属塩を含む陽極液を電解して水素イオン
とアルカリ金属イオンを生成し、陽イオン交換膜を透過
した前記両イオンにより陰極室内の水酸イオンを水と水
酸化アルカリに変換するようにしている。この際、陰極
室内へ透過する水素イオンとアルカリ金属イオンの比率
により陰極室内で生成する水と水酸化アルカリの量が決
定され、従ってアルカリ比が決定される。換言すると陽
極液に含まれる無機酸と無機酸のアルカリ金属塩の比が
アルカリ比を決定することになる。つまり当初の陽極液
中の無機酸と無機酸のアルカリ金属塩の比を所定値に維
持すると所望のアルカリ比を有する過酸化水素を陰極室
で得ることができる。
According to the method of the present invention, an anolyte containing an alkali metal is supplied to an anode chamber of a two-chamber electrolytic cell having a cation exchange membrane as a diaphragm, and an oxygen-containing gas is supplied to a cathode chamber. A method of oxidizing water to obtain hydrogen peroxide and alkali hydroxide in a cathode chamber, wherein a solution of an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is used as the anolyte containing the alkali metal. This is a method for producing hydrogen and alkali hydroxide. In the method of the present invention, an anolyte containing an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is electrolyzed in the anode chamber to generate hydrogen ions and alkali metal ions, and the water in the cathode chamber is generated by the two ions passing through the cation exchange membrane. It converts acid ions into water and alkali hydroxide. At this time, the amount of water and alkali hydroxide generated in the cathode chamber is determined by the ratio of hydrogen ions and alkali metal ions permeating into the cathode chamber, and thus the alkali ratio is determined. In other words, the ratio of the inorganic acid contained in the anolyte to the alkali metal salt of the inorganic acid determines the alkali ratio. That is, if the ratio of the inorganic acid to the alkali metal salt of the inorganic acid in the initial anolyte is maintained at a predetermined value, hydrogen peroxide having a desired alkali ratio can be obtained in the cathode chamber.

【0022】本発明方法は単に当初の陽極液中の無機酸
と無機酸のアルカリ金属塩の比を決定するという簡単な
手法で生成する過酸化水素を含む陰極液のアルカリ比を
制御でき、従来のような複雑で高価な手法による必要が
なくなる。前記無機酸と無機酸のアルカリ金属塩を、そ
れぞれ硫酸及び硫酸ナトリウムとすることが価格的にも
効率的にも望ましい。本発明方法における陰極はガス拡
散陰極とすることが望ましく、所定のアルカリ比を有す
る過酸化水素と水酸化アルカリの混合溶液を陰極室で得
られる。又本発明方法では、生成する陰極液のアルカリ
比を経時的にチェックし、所望のアルカリ比から逸脱し
ている際には無機酸又は無機酸のアルカリ金属塩の量を
増減してアルカリ比を所定値に制御することができる。
The method of the present invention can control the alkali ratio of the catholyte containing hydrogen peroxide produced by a simple method of simply determining the ratio of the inorganic acid to the alkali metal salt of the inorganic acid in the initial anolyte. This eliminates the need for complicated and expensive methods such as those described above. It is desirable from the viewpoint of cost and efficiency that the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid be sulfuric acid and sodium sulfate, respectively. The cathode in the method of the present invention is preferably a gas diffusion cathode, and a mixed solution of hydrogen peroxide and alkali hydroxide having a predetermined alkali ratio can be obtained in the cathode chamber. Further, in the method of the present invention, the alkali ratio of the generated catholyte is checked with time, and when the alkali ratio deviates from the desired alkali ratio, the alkali ratio is increased or decreased by increasing or decreasing the amount of the inorganic acid or the alkali metal salt of the inorganic acid. It can be controlled to a predetermined value.

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

【図1】本発明による過酸化水素製造に使用できる電解
槽の一例を示す縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an electrolytic cell that can be used for producing hydrogen peroxide according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・電解槽本体 2・・・陽イオン交換膜 3・・
・陽極室 4・・・陰極室 5・・・不溶性金属陽極
6・・・ガス拡散陰極 7・・・陰極集電体 8・・・陽極液供給口 9・・・陽極液及び生成酸素ガ
ス取出口 10・・・酸素含有ガス供給口 11・・・過酸
化水素及び水酸化ナトリウム取出口
1 ・ ・ ・ Electrolyzer main body 2 ・ ・ ・ Cation exchange membrane 3 ・ ・
・ Anode room 4 ・ ・ ・ Cathode room 5 ・ ・ ・ Insoluble metal anode
6 ... Gas diffusion cathode 7 ... Cathode current collector 8 ... Anolyte supply port 9 ... Anolyte and generated oxygen gas outlet 10 ... Oxygen-containing gas supply port 11 ... Peroxidation Hydrogen and sodium hydroxide outlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 善之 神奈川県藤沢市湘南台1−21−3、502号 (72)発明者 島宗 孝之 東京都町田市本町田3006番地30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Yoshiyuki Kawaguchi, Inventor 1-21-3, 502, Shonandai, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture (72) Takayuki Shimune, 3006-30, Motomachida, Machida-shi, Tokyo

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽イオン交換膜を隔膜とする2室型電解
槽の陽極室にアルカリ金属を含む陽極液を、陰極室に酸
素含有ガスをそれぞれ供給して、陽極室で水の酸化を行
い、陰極室で過酸化水素と水酸化アルカリを得る方法に
おいて、前記アルカリ金属を含む陽極液として無機酸と
無機酸のアルカリ金属塩の溶液を使用することを特徴と
する過酸化水素及び水酸化アルカリの製造方法。
An anolyte containing an alkali metal is supplied to an anode chamber of a two-chamber electrolytic cell having a cation exchange membrane as a membrane, and an oxygen-containing gas is supplied to a cathode chamber to oxidize water in the anode chamber. A method for obtaining hydrogen peroxide and alkali hydroxide in a cathode chamber, wherein a solution of an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is used as the anolyte containing the alkali metal, wherein the hydrogen peroxide and the alkali hydroxide are used. Manufacturing method.
【請求項2】 無機酸と無機酸のアルカリ金属塩が、そ
れぞれ硫酸及び硫酸ナトリウムである請求項1に記載の
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the inorganic acid and the alkali metal salt of the inorganic acid are sulfuric acid and sodium sulfate, respectively.
【請求項3】 陰極室にイオン交換膜に密着させてガス
拡散陰極を設置する請求項1に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the gas diffusion cathode is installed in the cathode chamber in close contact with the ion exchange membrane.
【請求項4】 陽イオン交換膜を隔膜とする2室型電解
槽の陽極室にアルカリ金属を含む陽極液を、陰極室に酸
素含有ガスをそれぞれ供給して、陽極室で水の酸化を行
い、陰極室で過酸化水素と水酸化アルカリを得る方法に
おいて、前記アルカリ金属を含む陽極液として無機酸と
無機酸のアルカリ金属塩の溶液を使用し、かつ該無機酸
と無機酸のアルカリ金属塩の混合比を調節することによ
り生成する過酸化水素と水酸化アルカリの割合を制御す
ることを特徴とする過酸化水素及び水酸化アルカリの製
造方法。
4. An anolyte containing an alkali metal is supplied to an anode chamber of a two-chamber electrolytic cell having a cation exchange membrane as a diaphragm, and an oxygen-containing gas is supplied to a cathode chamber to oxidize water in the anode chamber. A method of obtaining hydrogen peroxide and alkali hydroxide in a cathode chamber, wherein a solution of an inorganic acid and an alkali metal salt of an inorganic acid is used as an anolyte containing the alkali metal, and an alkali metal salt of the inorganic acid and the inorganic acid. A method for producing hydrogen peroxide and alkali hydroxide, comprising controlling the ratio of hydrogen peroxide and alkali hydroxide produced by adjusting the mixture ratio of the above.
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