JPS6031914B2

JPS6031914B2 - 電解用電極

Info

Publication number: JPS6031914B2
Application number: JP52029803A
Authority: JP
Inventors: 重昭佐藤; 満洲男前原; 道太郎野村; 徳久吉賀; 瑛雄鈴木
Original assignee: Tsurusaki Kyodo Doryoku KK
Current assignee: Tsurusaki Kyodo Doryoku KK
Priority date: 1977-03-19
Filing date: 1977-03-19
Publication date: 1985-07-25
Also published as: JPS53115672A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は塩化ナトリウムへ塩化カリウム等のアルカリ
水溶液電解の陽極としての電解用電極に関するものであ
る。

例えば、塩化ナトリウム水溶液電解用電極として従来用
いられているチタン−白金メッキ電極は海水程度の塩化
ナトリウム濃度では次亜塩素酸塩生成函館及び塩素酸塩
生成函館が劣化し、かつ電解電圧も高くなる短所を有す
る。

この原因はチタン−白金メッキ電極の白金の電解特性に
よるものと考えられる。その他酸化ルテニウムのチタン
基材被覆電極も用いられているが、この電極は塩化ナト
リウム電解に際しては短時間で電解電圧が上昇する短所
を持っている。また、白金とルテニウム化合物又はイリ
ジウム化合物あるいはロジウム化合物とからなるチタン
基板被覆電極も用いられているが、被覆体形成化合物は
高価であるために耐久性を考慮して充分な厚みの被覆体
にすると電極製造コスト高となる。また白金の代わりに
パラジウムのみを用いて上記ルテニウム、イリジウム、
ロジウムの各化合物の被覆体を形成する場合は、その被
覆体の形成が困難であると共に、電極寿命が短かし、欠
点を有する。この発明は、上記従来提案されているアル
カリ水溶液電解における陽極用電極の短所を改良して技
術的にも経済的にも採用し得る電解用電極を提供するこ
とを意図して開発したものである。

すなわち、この発明はイリジウム化合物、ロジウム化合
物、ルテニウム化合物の夫々単独もしくはこれらの混合
物の重量比がイリジウム（ｌｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、
ルテニウム（Ｒｕ）として１〜１０：１〜１０：１〜１
０又は１〜１０：１〜１０：１〜１０となし、これらｌ
ｒ，Ｒｈ，Ｒｕの単独重量比もしくは混合重量比のもの
と、白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）との重量比が夫
々１〜１０：１〜１０：１〜１０のものとの混合焼成物
が電極基材（例えば金属チタン、ジルコニウム、タンタ
ル又はその合金など）上にｌｒ，Ｒｈ，ＲｕとＰｔとＰ
ｄとの合量が０．３の９／ｃ桁以上含有した被覆体を設
けた電極である。かかる電解用電極を用いて海水電解等
のアルカリ水溶液の電解を行なうと、長時間電解電圧を
低く保つことができ、かつ高電流能率を得ることができ
ると共に、電館向上と電極製造コストの低減化を可能と
する。この発明の電極において、イリジウム、ロジウム
、ルテニウムの単独もしくはそれの混合の重量比が上言
己範囲のものと白金とパラジウムと混合重量比を上記範
囲に限定した理由は、これら範囲外となると電極の寿命
が低下するし、電解電圧が異状に高くなり、そして低濃
度食塩水溶液電解での霞能低下があり好ましくない。

また、上記イリジウム、ロジウム、ルテニウムと白金と
パラジウムとの重量比が上記重量比であっても、これら
の含有の合量が０．３の９／均未満の場合には、電極の
電解電圧が通電後短期間で高くなるので好ましくない。

次にこの発明の電極製造方法の一例を述べて理解を容易
にする。塩化イリジウム（１む夕４）、塩化ロジウム（
ＲｈＣそ３・母ＬＯ）、塩化ルテニウム（ＲｕＣ〆３・
ｎＨ２０）、塩化白金酸（日２ＰｔＣ夕６・母ＬＯ）そ
れらのアルコール（エチルアルコール等の低級アルコー
ル）溶液（２夕／１００似）と塩化パラジウム（ＰｄＣ
夕２）のアルコール（上記に同じ）溶液（２夕／１５
０の‘）とを夫々調整し、最終的な電極被覆組成に応じ
た量比で混合して被覆液をつくる。

被覆電極の基材は金属チタン、金属ジルコニウム、金属
タンタル又はその合金、導電処理をしたセラミックスが
用いられる。

これら基材は上記被覆液の被覆膜が電極基材面への密着
性を向上させるために、ワイヤーホィル研磨、サンドブ
ラスト等の機械的な粗面化または酸処理等による化学的
方法による基村表面の粗面化と、エチルアルコール等に
よる表面洗浄を行ない脱脂と微細粒子状付着物の除去を
行なうことが好ましい。この基体への上記被覆液の被覆
方法は、刷毛塗りや浸糟の方法が用いられ、被覆層の乾
燥は室温にてアルコールを揮発除去した後、電気炉等で
焼成を行なう。焼成は４００〜５５０００で３〜６０分
間行なわれ、焼成後室温まで放冷する。上記被覆液の被
覆、乾燥及び焼成を数回繰り返してその被覆体の厚みを
増加し、定められた厚味とする。上記の焼成温度４００
〜５００ｑ０で焼成しているので、白金を除いてはすべ
て酸化物の型で混合焼成物は基村上に被覆される。

従って繊密な組織をもつ混合物とみることができる。第
１図は上記製造方法で得られた電解用電極の断面図であ
って、１は電極基体、２は形成された被覆体を示す。

この発明において優れた効果を発現する上記組成物より
なる被覆液の乾燥、焼成において組成主成分であるイリ
ジウム、ロジウム、ルテニウム・パラジウム等の塩化物
からは熱解離により元素の酸化物が生成するが一部塩化
物であり、また塩化白金酸からは主として白金が生成さ
れるが、一部は塩化物としてそのまま又は別の形で存在
する可能性もあり、更に乾燥、焼成により生成物が所謂
混合物と存在しているか、他の形態で存在しているかは
定かではないので、この発明では便宜上、上記せるよう
に、塩化イリジウム、塩化ロジウム、塩化ルテニウム、
塩化白金酸の夫々のアルコール溶液と塩化パラジウムの
アルコール溶液を混合してなる被覆液を、金属チタン、
金属ジルコニウム、金属タンタル又はその合金、導電処
理を施したセラミックスの如き基材面に付着させて被覆
層を形成させ、この被覆層を乾燥（室温）させてアルコ
ールを揮発除去した後、更に電気炉で焼成（４００〜５
５０００、３〜６０分間）させて得られるイリジウム化
合物、ロジウム化合物、ルテニウム化合物、白金とパラ
ジウム化合物の混合生成物を“混合焼成物”と定義し、
電極基材面に上記混合焼成物が被覆されたものを被覆体
と呼ぶことにする。また、イリジウム、ロジウム、ルテ
ニウム、パラジウムの夫々を一成分とする化合物をイリ
ジウム化合物、ロジウム化合物、ルテニウム化合物、パ
ラジウム化合物と定義する。次に、本発明の電解用電極
を用いて実施した例を挙げてその効果を明確にする。

次に述べる実験例は海水電解による次亜塩素酸塩の電解
について行なった一例を示すものである。

実験例〔１〕実験条件 ‘ａ’陽極チタン基板（厚み２肋、長さ２００肋、幅５０柳）の表
裏両面に、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、
パラジウム等から選ばれた混合焼成物の焼成処理を行な
った被覆体を設けた電極。

‘ｂ’陰極白金板（厚み０．４肌、長さ１５仇豚、幅５仇岬）｛ｃ
）極間距離幻ｍｍ【ｄ’電解液海水：ＮａＣそ３０夕／夕、Ｃａ２十３７０脚、Ｍｇ２
十１２６０跡、俗温２３〜２５℃、浴性（ｐＨ）８．１
〜８．３（電解完了液中のＮａＣぞ○濃度０．８〜１．
５夕／そ）‘ｄ極間液流速１．５〜２．８ｈ／ｓ
ｅｃ的電流密度２船／ｄ〆０〕次亜塩素酸塩
電解実験結果実験結果を総括して第１表に示した。

・船上記実験結果から次亜塩素酸塩生成電離向上に有効なも
のはｌｒ・Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ・Ｐｄ等で電極の寿命向上
に有効なものがＰｔであり、またＰｔ及びＰｄの混合比
が大きくなると、電解電圧が高くなる傾向を示した。

第２図は表−１中に示した実験例２，４，１６，１８及
び比較例２における糟電圧の経時変化を示す図表であり
、実験例２に示すようにｌｒ，Ｐｔ，Ｐｄの＊合量０．
３の９／幼が下限であることが判明する。

〔町〕代表的な各種ｌｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐｄの酸化物
とＰｔとの組合わせによるＴｉ基材よりなる陽極及びそ
の他の不落性陽極と陰極を用いた海水電解試験結果。電
解液：ＮａＣ夕３０夕／夕、ｐＨ８．１、液温２０〜３
０℃、Ｃ夕〇‐０．２〜０．５夕／そその結果を総括し
て表−２に示す。

表‐２註： ※Ｔｉ‐ＰｔはＴｉ基材へＰｔメッキしえもの上
表の結果によれば、陽極の電解性能が良好な電極は符号
Ｅ〜Ｌの被覆電極であって、符号Ｄの被覆電極はやや劣
り、符号Ａ〜Ｃの電極はかなり低い性能値を示している
。

Ｐｔ・ＰｄにＲｕ，Ｒｈ，ｌｒを混合した被覆体を電極
基材に密着被覆した電解用電極における特性の実験過程
の傾向を述べると次のようである。

Ｒｈは密着性もよく平滑で焼成処理が容易である。

ｌｒ，Ｒｕも密着性を向上する。Ｐｔは電極の寿命に有
効であるが、電能は良くない。

また糟電圧が高くなる。Ｐｄは電熊向上に有効であるが
、物理的強度が電極消耗し易い。

ＰｔにＰｄを加えると露能は向上する。

ｌｒ，Ｒｈは単独では露能が良いが、Ｐｄを加えると一
層向上する。

Ｒｈは露能は良いが、寿命が短かい。

上記せる実験例は代表例を示したが、この発明の目的と
する他の電解液及び電極基材あるいは被覆液の組成又は
混合焼成物の合量も既述せる数値を満足すれば同様な結
果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解用電極の一例を示す断面図、第２
図は本発明電極と比較例電極の槽電圧経時変化の一例を
示す図表である。簾／図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１イリジウムもしくはロジウム又はルテニウムと、白
金とパラジウムの重量比が夫々１〜１０：１〜１０：１
〜１０であるイリジウム化合物もしくはロジウム化合物
又はルテニウム化合物と白金とパラジウム化合物との混
合焼成物が、金属チタニウム、ジルコニウム、タンタル
又はその合金もしくは導電処理を施したセラミツクスの
電極基材上に、イリジウムもしくはロジウム又はルテニ
ウムと白金とパラジウムが合量で０．３ｍｇ／ｃｍ＾２
以上含有されている上記混合焼成物からなる被覆体を設
けてなる電解用電極。２イリジウムとロジウムもしくはイリジウムとルテニ
ウム又はロジウムとルテニウムと、白金とパラジウムと
の重量比が夫々１〜１０：１〜１０：１〜１０：１〜１
０、イリジウムとロジウムとルテニウムと白金とパラジ
ウムの重量比が１〜１０：１〜１０：１〜１０：１〜１
０：１〜１０であるイリジウム化合物、ロジウム化合物
、ルテニウム化合物の２種又は３種と白金とパラジウム
化合物との混合焼成物が、金属チタニウム、ジルコニウ
ム、タンタル又はその合金もしくは導電処理を施したセ
ラミツクスの電極基材上に、イリジウム、ロジウム、ル
テニウムの２種又は３種と白金とパラジウムが合量で０
．３ｍｇ／ｃｍ＾２以上含有されている上記混合焼成物
からなる被覆体を設けてなる電解用電極。