JPS5842778A - 電解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ウム水溶液を電解して水酸化ナトリウムと塩素を得る方
法において、よシ省エネルギー化を進めた電解方法に関
するものである。

塩化ナトリウム水溶液を電解して水酸化ナトリウムを得
る方法は、日本では水銀汚染の理由から次第に隔膜法が
普及しつつある。中でも高純度。

高濃度の水酸化す）　ＩＪウムが得られるため、イオン
交換膜を用いる方法が盛んに研究されている。

一方、石油危機がきつか１となり、近年のエネルギーコ
ストの上昇がある中、省エネルギー化が多部間で進めら
れてーる。塩化ナトリウム水溶液の電解技術においても
電解電圧をできる限夛低下させることが強く望まれてい
る。

電解電圧を低下させる手段も種々提案されてｉるが、本
発明者らは、比較的安価でしかも簡便に電解電圧を低下
させる方法を検討していたとζろ、意外にも電極の少な
くとも一方の厚みをある範囲に規定するととＫよシミ解
電圧を低下させることができることを見出し、本発明に
至ったものである。

即ち、陽イオン交換膜を介して塩化ナトリウム水溶液を
電解して水酸化ナトリウムと塩素を得る方法において、
陽極または陰極の少なくとも一方に厚みｌ１０５〜１．
０−の、好ましくｉ；ｊ［ＬＯ５〜ａ７■の、さらに好
ましくは００５〜［Ｌ５−の金属性の網、多孔板または
エクスパンデッドメタルを用いることを特徴とする電解
方法を提案する。

特に、陽極の厚みをａＯＳ〜ｔｏ−の範囲に、好ましく
はａＯＳ〜α０７箇の範囲に１さらに好ましくはｌ１０
５〜（１５■の範囲にするとき、その効果はよシ大きい
ものがある。さらに１陽イオン交換膜の陽極内管金属陽
極に可及的に近づけて電解する場合、その効果は一層大
きいものがある。

電極の厚みが１．０−を越えるようになると、電圧低下
の効果は次第に小さくなってしまうし、一方、電極の厚
みがａＯＳ−未満である場合は、電極サイズが大きくな
るはど電圧低下の効果はなくなってしまうし、機械的強
度も保障されない。

電極厚みα０５〜１．０霞を用いる場合に機械的強度が
心配な場合は、電極背面に、例えば長径十インチ程度で
厚み１〇−程度の、強度が充分なエクスパンデッドメタ
ルを貼り合せて用いてことも可能である。

金属性の網を用いる場合は、線径０．１５〜ＵＳ■であ
るのがよく、２０〜６０メツシユであるのがよい、６０
メツシユを越えると発生するガスが背面に抜けにくくな
り悪影蕃がでる場合がある。

金属性の多孔板を用いる場合は、孔径１〜５−であり、
多孔率２０〜９０チであるのがよい。孔径が１ｓＩＩ未
満であると発生するガスが背面に抜けにくくなり悪影餐
がでる場合がある。また、多孔率が２０−未満であると
、同様に発生するガスが背面に抜けにくくな９好ましく
ない。

エクスパンデッドメタルを用いる場合には、長径１〜１
０■、短径ａ５〜５■であり、開口率１５〜９０９６で
あるのがよい。長径が１−未満、短径がα５未満であり
た夛、開口率が１５−未満であると、発生するガスが背
面に抜けにくくなシ好ましくない。

厚み１０５〜１．０■の金属性の網、多孔板ｔｆｃはエ
クスパンデッドメタルを陽極に用いる場合には、チタン
、タンタル等にルテニウム、イリジウム、パラジウム、
白金岬の白金族金属やその合金およびそれらの酸化物を
被榎させたり、または白金、イリジウム、ロジウム郷の
白金族金属やその合金、これらの酸化物を用−るのがよ
い。

厚み１０５〜１．０−の金属性の網、多孔板またはエク
スパンデッドメタルを陰極に剛いる場合には、軟鋼、ニ
ッケルまたはステンレスを用いるのがよい。また場合に
よっては、ニッケルメッキ尋により活性化させることも
可能である。

本発明に用いられる陽イオン交換膜としては、特に限定
はなく、一般に塩化す）　リウム水溶液電解に用いられ
ているものなら何でも使用できるが、表面が可及的に平
滑であるものは特に好ましい。

イオン交換基としては、スルホン酸型、カルボン酸型あ
るいはスルホンアミド型などが用いられるが、カルボン
酸型またはカルボン酸とスルホン酸の一体化したものが
最も好ましい。この場合、スルホン酸基の存在する＠を
陽極面に、カルボン酸基の存在する側を陰極面にセット
して用いるのがよい。

耐塩素性を付与するには、フロロカーボン系の樹脂を母
体とするのがよく、また強度を保たせるため、布、網郷
で補強したものも用いられる。

本発明を行なうに際し、電流密度１ｊ１０〜８０Ａ　／
　ｔｈ　”の広い範囲で実施可能であるが、通常２０〜
５０Ａ／ｄ＊”で実施されるのが好ましい。

電解温度は７０〜９５℃で行なわれるが、８０・〜９０
℃が好ましい。

陽極室の塩化ナトリウム＃度は１００％以上、飽和水溶
液まで可能であるが、好ましくは１５０％〜２５０％で
ある。陽極液のｐｕｔｔ１〜５０範囲で調節される。陰
極液の水酸化ナトリウム濃度は２０〜４５　ｗｔ％の範
囲で調節される。

以下、実施例により具体的に説明するが、これらは一部
の態様であり、これらに束縛されるものではなｉ。

実施１Ｆ１１ パーフルオロカーボンを母体とし、交換基にスルホン酸
基とカルボン酸基を持つ二層構造膜で、スルホン酸層が
１２５μ、カルボン酸層が５０声であり、交換膜ｌｔｉ
、スルホン酸層がα９ミリグラム当１ｔ／ｆ乾燥樹脂、
カルボン酸層がｔＯミリグラム当ｍ、、”ｔｔ＊樹脂で
ある陽イオン交換膜を用いてカルボン酸＠を陰極に向け
て電解槽を組立てた。通電面積は１４ｆｆｉＸ１４５１
である。

隘＆には、厚みα９■、線径α４５■で２０メツシエの
開孔をもつ軟鋼網を用いた。

陽極には、厚みα６■、線径ａ２９■で５２メツシユの
開孔をもつチタン網にルテニウム酸化物をコーティング
したものを用いた。

陽極室に濃［５ＮＯ東塩水を、陽極室に＃に度３２重量
嗟の水酸化ナトリウム水涛液を供給しながら温［９０℃
、電流密［ｉ５０ム／血１で膜を陽極に押しつけながら
、極間２■で電解したところ、電流効率９５％、電圧は
Ａ６Ｖであった。

比較例１ 実施例１と同一の陽イオン交換膜と電解槽を用て、陰極
には厚み２．！ｉ■、線径ｔ１■、５メッシェの開孔を
もつ軟鋼網を用ｉ、陽極には厚み２−３■、Ｓ径１．１
篩、５メツシエの開孔をもつチタン網にルテニウム酸化
物をコーティングしたものを用いた。

実施例１と同一の電解条件で電解し友ところ、電流効率
９５％、電圧は五９ｖであった。

実施例２〜１１．および比較例２〜５ 実施例１と同一の陽イオン交換膜と電解槽を用いて、陰
極にはニッケル（一部の実施例、比較例には軟鋼）、陽
極にはチタンにルテニウム酸化物をコーティングした各
種の網、多孔板、エクスノシンデッドメタルを用いて実
施例１と同一の電解条件で電解した。

結果を表に示す。

手続補正書 昭和５７年　１月２５日 ’Ｌ！ｒ許庁長官庁長官１）春　樹　殿１事件の表示 昭和５６年特許願第　１４０９０６　　号２発明の名称 電解方法 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 電話番号（ｓＢｓ）３３１１ ４補正命令の日付 自　　発 ６補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７補正の内容 （１）　　明細書１０頁末行と１１頁の間に次の文章を
挿入する。

実施例１２〜１４及び比較例４５ 実施例１と同種の陽イオン交換膜を用い、陰極には軟鋼
を用い、陽極にはチタンにルテニウム酸化物をコーティ
ングした各種陽極を用い、高さ１ｍ０幅６ｃＩｍの電解
槽を組み立てた。膜−陰極間距離を変え、それ以外は実
施例１と同様の電解条件で電解した。結果を表２に示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ω　陽イオン交換膜を介して塩化ナトリウム水溶液を電
   解して水酸化ナトリウムと塩素を得る方法において、陽
   極又は陰極の少なくとも一方に厚みα０５〜ｔＯ■の金
   属性の網、多孔板またはエクスパンデッドメタルを用い
   ることを特徴とする電解方法。 （２）陽イオン交換膜の陽極面を金属陽極に可及的に近
   づけて電解することを特徴とする特許請求の範囲第α）
   項記載の方法。 （２）金属性の網が、線径α１５〜ａ５■であ夛、２０
   〜６０メツシエであることを特徴とする特許請求の範囲
   第（υ項記載の方法。 （イ）金属性の多孔板が孔径１〜５−であり、多孔率２
   ０〜９０チであることを特徴とする特許請求の範囲第α
   ）項記載の方法。 （２）　エクスパンデッドメタルが、長径１〜１０霞、
   短径［１５〜５■であり、開口率１５〜９０−であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。