JPS59193288A - 第4アンモニウム水酸化物の電解製造方法 - Google Patents

第4アンモニウム水酸化物の電解製造方法

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JPS59193288A
JPS59193288A JP58065628A JP6562883A JPS59193288A JP S59193288 A JPS59193288 A JP S59193288A JP 58065628 A JP58065628 A JP 58065628A JP 6562883 A JP6562883 A JP 6562883A JP S59193288 A JPS59193288 A JP S59193288A
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JP
Japan
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quaternary ammonium
ammonium hydroxide
membrane
group
electrolytic cell
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JP58065628A
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English (en)
Inventor
Shuji Takahashi
高橋 脩二
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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】 本発明は第4アンモニウム塩水溶液を電解して第4アン
モニウム水酸化物を製造する方法に関する。
第4アンモニウム水酸化物は金属イオンを含まない強塩
基性有機化合物として有用であり、弱酸の非水溶媒滴定
の塩基の標準液として分析に用いられたり、塗料のビヒ
クルへの添加剤、シリカゾル、珪酸アルカリ等の結合剤
への添加剤、更には特殊な洗浄剤及び現像液として電子
工業におけるIC基板の製造等に広く用いられている。
従来、第4アンモニウム水酸化物の電解製造方法として
は、例えば特公昭45−28564号(第4アンモニウ
ム水酸化物の電解製造法)、特公昭4(S−14885
号(第4アンモニウム化合物類の電解製造法)、特開昭
57−155390号(イオン交換膜を使用する水酸化
有機アンモニウムの製造法)および特開昭57−181
385号(第4アンモニウム水酸化物の電解による製造
法)が提案されているが、これらの方法はいずれも陽イ
オン交換膜により陽極室と陰極室に区分された電解槽を
使用するものであり、必要電解電圧が5.5〜60■と
高く、工業的に量産する上で使用電力コストの面に問題
が残されている。しかもこれらの方法では電解電圧をで
きるだけ下げるために予め陰極室中に第4アンモニウム
水酸化物を一定濃度で供給しておかなければならないと
いう問題もあった。
本発明者は電解電圧が低く、工業的な量産に適した方法
を得るべ(鋭意研究した結果、陽イオン交換膜の片面あ
るいは両面に有孔金属層または有孔金属酸化物層を設け
た複合膜を使用した電解槽を用い前記有孔金属層等を電
極とすればよいことに想到し本発明を完成させるに至っ
た。
すなわち、本発明は陽イオン交換膜の片面あるいは両面
に電極として作用する有孔金属層または有孔金属酸化物
層を形成した複合膜により陽極室と陰極室に区分された
電解槽を用いて、陽極室に一般式 (式中、R0〜R4は同一であっても異なっていてもよ
く、各々炭素数1〜10個のアルキル基もしくはヒドロ
キシアルキル基、炭素数2〜10個のアルコキシアルキ
ル基、またはアリール基もしくはヒドロキシアリール基
を表わし、Xは酸基を表わす。) で示される第4アンモニウム塩水溶液を供給し、陰極室
に水を供給して電極間に直流電流を通電することにより
陰極室から第4アンモニウム水酸化物を得ることを特徴
とする。
本発明の方法℃用いる電解槽は陽イオン交換膜の両面ま
たは片面が電極として作用する複合膜を使用する点で、
隔膜と陽極液および陰極液を介して陽極および陰極を対
向して設ける通常の電解槽とは異なる。
この複合膜は、 (1)陽イオン交換膜にNaBH4、ヒドラジン、エチ
レンジアミン、次亜リン酸ソーダ等の還元剤を含浸させ
た後、Pt、 Rh、 Ru、Ir、 Pa、 Ni、
Gu等の水溶性金属塩、好ましくは塩化物の水溶液に浸
漬して膜の両面に金属あるいはその酸化物を析出させる
方法、または (2)陽イオン交換膜を介して片側に前記の還元剤、他
方に金属塩水溶液を用意し、膜の背面からの還元剤の浸
透によって金属塩水溶液側の膜表面に金属あるいはその
酸化物を析出 る方法により調製することができる。
(1)の方法によれば陽イオン交換膜の両面に同種の金
属層または金属酸化物層を形成することができる。
一方(2)の方法によれば膜の片面のみに金属層または
金属酸化物層を形成することができるが、−この方法で
片面に電極を形成した後、膜の電極面側に還元剤、他方
の側に同一または異なる金属塩水溶液を用意して同様の
還元反応を行うことにより膜の両面に同種または異種金
属の層または異種金属酸化物の層を形成することができ
る。
前記複合膜を用いる電解反応ではイオン交換膜内で電解
を行わせるものであり、従って膜に形成する金属または
金属酸化物層はイオン多透過する多孔性の層でなければ
ならない。
膜の片面のみに電極を形成した複合膜を用いる場合には
、膜上の電極を陽極としても、また陰極としてもよいが
、これに対向する陰極あるいは陽極を別個に用意する必
要がある。
複合膜に形成する電極となる金属または金属酸化物の層
、あるいは膜上の電極に対向して使用する電極の材料と
しては陽極は第4アンモニウム塩の電解により発生する
ノ・ロゲン、酸素等に対して耐久性のあるものがよく、
鉛、白金族金属あるいはその酸化物の層または電極を用
いるのがよい。
また陰極用材料は陽極の場合はど化学的安定性は要求さ
れず、例えば、鉄、ニッケル、コノZルトの層あるいは
電極のほか、炭素電極でもよい。
前記電解槽の陰極室に水溶液として供給される第4アン
モニウム塩の具体例としては、一般式におけるR□〜R
4が、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、
ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル基およ
びこれらのヒドロキシ誘導体;メトキシ、エトキシ、プ
ロポキシまたはブトキシ基で置換されたメチル、エチル
、プロピル、メチルマタはぼンチル基;フェニルベンジ
ル、フェネチル基およびそれらの基中のベンゼン環がヒ
ト90キシ基で置換された基を表わして、酸基(アニオ
ン)Xi;ハロゲンイオン、 H8O4−1CHCOO
−1NO−1po −1BF4−1PF6− ヲ表bt
3        3     3 ものが挙げられ、例えばテトラメチルアンモニウムクロ
ライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラ
エチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニ
ウムブロマイド、テトラエチルアンモニウム硫酸塩、ト
リメチルエタノールアンモニウムクロライド、トリメチ
ルメトキシアンモニウムクロ2イト9、ジメチルジメト
キシアンモニウムクロライド、ジメチルジェタノールア
ンモニウムクロライド、メチルトリエタノールアンモニ
ウムクロライド、テトラエタノールアンモニウムクロラ
イビ、ペンジルメチルジエタノールアンモニウムクロシ
イド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド、フ
ェニルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルト
リメチルアンモニウムクロライド9、ヘンシルジメチル
フェニルアンモニウムクロライド9等がある。
これらの第4アンモニウム塩は10〜50重量%の水溶
液で用いられる。10重量%未満では電流効率が悪くな
り、また50重量%を越えると第4アンモニウム塩の結
晶が析出するおそれがあるので好ましくない。
また、電解反応においては液温な50U以下に保つよう
にすべきである。50C以上になると陽極液の腐食性が
上昇し、また陰極液では目的物が分解し、アンモニア臭
のある煙を発生するので好ましくない。
なお−第4アンモニウム水溶液は電解槽内を0.1〜0
.371L/秒の流速で供給する。これより高過ぎると
槽が圧損するおそれがあり、低いと電解電圧が上昇する
ので好ましくない。
また前記複合膜により形成される陰極室には水のみを供
給すればよい。但し片面のみに陽極層を設けた膜を使用
するときには陰極室に目的物の第4アンモニウム水酸化
物を少量加えておくことが好ましい。
本発明の電解製造方法においては、電流密度を陽極、陰
極とも1〜100A/ctが、好ましくは10〜50 
k/dm2の条件で直流電圧を印加する。
この場合電解電圧は2.5〜4■程度であり、陰極室か
ら第4アンモニウム水酸化物を製品濃度1〜40重量%
で得ることができる。
本発明の製造方法によれば、必要電解電圧は従来の電解
法に比べてIA〜1/10で足り、電力コストを大幅に
節減できるので、第4アンモニウム水酸化物の工業的量
産に好適である。さらに両面に電極層を設けた膜または
陰極層のみを設けた膜を使用する場合には予め第4アン
モニウム水酸化物を添加する必要がなく電解操作を簡略
化することができる。
以下に実施例を挙げて本発明の電解製造方法を具体的に
説明する。
実施例 1 Nafion 117 (デュポン社製フッ素樹脂系陽
イオン交換膜)を槽を2分するように槽の中央部に装着
し、NaBH4の5%水溶液を一方の側に、そして他方
の側に塩化白金酸の2%水溶液を供給し、室温で20分
間処理して陽イオン交換膜の片側に白金を析出させた。
次にNaBH,sの5%水溶液と塩化白金酸の2係水溶
液とを入れる室を交換し、前記と同様の処理を行ない、
陽イオン交換膜の両側に有孔性の強固な白金層を有する
複合膜を製造した。
この複合膜を電解槽に取付け、複合膜の各白金層を陽極
および陰極とし、陽極室にテトラメチルアンモニウムク
ロライド9040重量係水溶液、陰極室に純水を液流速
0.2771/秒で供給し、液温30Cにて20 A/
d、m2の電流密度で直流電圧を印加して電解を行った
ところ、電解電圧2.5〜2.7■、電流効率82%で
テトラメチルアンモニウム水酸化物の20.3重量%水
溶液が得られた。
実施例 2 Nafion 117の代わりにNafion 901
 (デュポン社製フッ素樹脂系陽イオン交換膜)を使用
した化物の20.6重量%水溶液が得られた。
実施例 6 Nafion 315 (デュポン社製フッ素樹脂系陽
イオン交換膜)を槽の中央部に槽を2分するように装着
し、実施例1と同様にして陽イオン交換膜の片面に白金
を析出させた後、白金層を有する側にNaBH4を5f
l−/l含有する水溶液、他方の側にN1CJ・5H2
0を30 t/l含有する28%アンモニア水を入れて
70℃で4時間処理して二”ツケル層を析出させた。こ
の複合膜を電解槽に取付け、白金層を陽極、ニッケル層
を陰極とし、陽極室にテトラメチルアンモニウムクロラ
イドの40重量%水溶液、陰極室に純水を流速0.2V
秒で、液温60Cにて2 OA/ct−の電流密度で直
流電圧を印加して電解を行ったところ、電解電圧2.7
〜6.0■、電流効率86%でテトラメチルアンモニウ
ム水酸化物の198重量%水溶液が得られた。
実施例 4 実施例6で使用した電解槽を使用し、陽極室に66.4
重量%のテトラメチルアンモニウムブロマイド水溶液、
陰極室に純水を液流速0.2 m1秒にて供給し、液温
30Uで2QA/lrn”の電流密度にて直流電圧を印
加して電解を行ったところ電解電圧2.5〜2.8L電
流効率80チでテトラメチルアンモニウム水酸化物の2
0,3重量%水溶液が得られた。
実施例 5 Nafion 315を使用したこと以外は実施例1と
同様に処理して両側に有孔性の強固な白金層を有する複
合膜を得、これを電解槽に取付け、陽極室にジメチルジ
メトキシアンモニウムクロライドの35.4重量%水溶
液、陰極室に純水を供給し、実施例1と同様の条件で電
解を行ない、電解電圧2.7〜2゜9■、電流効率 り
i%   でジメチルジメトキシアンモニウム水酸化物
の20.6重量%(ほか3名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 陽イオン交換膜の片面あるいは両面に電極として作用す
    る有孔金属層または有孔金属酸化物層を形成した複合膜
    により陽極室と陰極室に区分された電解槽を用いて、陽
    極室に一般式 (式中、R□〜R4は同一であっても異なっていてもよ
    く、各々炭素数1〜10個のアルキル基もしくはヒドロ
    キシアルキル基、炭素数2〜10個のアルコキシアルキ
    ル基、またはアリール基もしくはヒドロキシアリール基
    を表わし、Xは酸基を表わす。) で示される第4アンモニウム塩水溶液を供給し、陰極室
    に水を供給して電極間に直流電流を通電することにより
    陰極室から第4アンモニウム水酸化物を得ることを特徴
    とする第4アンモニウム水酸化物の電解製造方法。
JP58065628A 1983-04-15 1983-04-15 第4アンモニウム水酸化物の電解製造方法 Pending JPS59193288A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110644014A (zh) * 2019-10-30 2020-01-03 盐城泛安化学有限公司 一种四乙基氢氧化铵的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57181385A (en) * 1981-03-18 1982-11-08 Chlorine Eng Corp Ltd Production of quaternary ammonium hydroxide by electrolysis

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