JPS6044052A - Internal shortcircuit battery type catalyst for oxidizing or reducing organic compound - Google Patents

Internal shortcircuit battery type catalyst for oxidizing or reducing organic compound

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JPS6044052A
JPS6044052A JP58151136A JP15113683A JPS6044052A JP S6044052 A JPS6044052 A JP S6044052A JP 58151136 A JP58151136 A JP 58151136A JP 15113683 A JP15113683 A JP 15113683A JP S6044052 A JPS6044052 A JP S6044052A
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JP
Japan
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exchange resin
ion exchange
metal
coated
reaction
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JP58151136A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuko Fujita
藤田 雄耕
Ikuo Tanigawa
谷川 郁夫
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Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the titled catalyst based on a new catalyst design concept, obtained by integrating a mixture comprising three kinds of powder or short fibriform ion exchange resins containing substances coated with metals available in electrolytic reduction and electrolytic oxidation. CONSTITUTION:A powdery or short fibriform ion exchange resin is coated with a metal available in the electrolytic reduction of an oxidant while the other powdery or short fibriform ion exchange resin is coated with a metal available in the electrolytic oxidation of a reductant. Two kinds of these metal coated resins are mixed with a powdery or short fibriform ion exchange resin not coated with a metal and this mixture is integrally bonded by a binder comprising a fluorine contained resin. This catalyst is prepared on the basis of a new catalyst design concept.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機化合物を酸化するか還元するための内部短
絡電池式触媒に関するものである。ざらに詳しくは、酸
化体を電解還元すのに有効な金属をi91!覆したイオ
ン交換樹脂の粉末もしくは類1!帷と還元体を電解酸化
するのに有効な金属を被覆したイオン交換樹脂の粉末も
しくは短繊維と金属を被覆しないイオン交換樹脂の粉末
もしくは短繊維との混合物をフッ素樹脂からなる結着剤
で一体に結着してイfることを特徴とする有機化合物を
酸化するか還元するための内部短絡電池式触媒に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an internally shorted cell catalyst for oxidizing or reducing organic compounds. For more details, please refer to i91 which metals are effective for electrolytically reducing oxidants! Overturned ion exchange resin powder or type 1! A mixture of ion exchange resin powder or short fibers coated with a metal that is effective for electrolytically oxidizing the cloth and the reductant and ion exchange resin powder or short fibers that are not coated with metal are combined with a binder made of fluororesin. The present invention relates to an internal short-circuit cell type catalyst for oxidizing or reducing organic compounds, which is characterized in that it binds to and acts as a catalyst for oxidizing or reducing organic compounds.

化学反応の多くは、酸化還元反応である。すなわち、還
元体が酸化される反応が酸化反応であり、酸化体が還元
される反応が還元反応である。
Many chemical reactions are redox reactions. That is, a reaction in which a reductant is oxidized is an oxidation reaction, and a reaction in which an oxidant is reduced is a reduction reaction.

一方、電池などの電気化学装置におt−78電気化学反
応も酸化還元反応である。すなわち、電気化学装置には
必ずカソードとアノードと電解質どが存在するが、カソ
ード反応はすべて還元反応であり、アノード反応はすべ
て酸化反応である。
On the other hand, the T-78 electrochemical reaction in electrochemical devices such as batteries is also a redox reaction. That is, although an electrochemical device always includes a cathode, an anode, and an electrolyte, all cathode reactions are reduction reactions, and all anode reactions are oxidation reactions.

通常の化学反応と電気化学反応との差は、前当では、少
くとも見掛けの上では電子の授受が起らないのに対し、
後者では電子の授受が起り、電流が外部回路を流れると
いう点にある。ところが、通常の化学反応であっても、
微視的にみろと、実は電気化学反応であるか、電気化学
反応として説明J”ると反応メカニズムがよく理解でき
る場合も多々ある。例えば活性炭を触媒として、水の存
在下で二酸化イAつと酸素とを反応さけると、硫酸が生
成Jるが、この反応は見ti)tJの上では通常の接触
化学反応であるが、微視的にみると、活性炭の酸素の吸
着リーイ1〜では、次のような酸素の電解還元反応が起
り、 1、、/ 2Q2+21−1++2e−→l−120(
1)活性炭の二酸化イオウの吸着サイトでは802−L
 21−120 一+SO42−+411” ■−2e−(2)なる電解
酸化反応が起り、全体としては1/ 202−I S 
O21−1し○−)L12SO4(3)なる反応が起る
と説明されている。換言覆ると、活性炭上で、酸素−二
酸化イオウ電池が形成され、これが電子伝導性の活性炭
で内部短絡されているとどらえることができる。この場
合には、反応初期には、二酸化イオウが水に溶けて生成
覆る亜硫酸が支持電解質どして働き、(2)式の反応が
ある程度進んだの75(す、硫酸が支持電解質として働
いていると考えることができる。
The difference between a normal chemical reaction and an electrochemical reaction is that, in advance, no exchange of electrons takes place, at least in appearance.
In the latter case, electrons are exchanged and current flows through the external circuit. However, even in normal chemical reactions,
If you look at it microscopically, it is actually an electrochemical reaction.In many cases, the reaction mechanism can be better understood by explaining it as an electrochemical reaction.For example, when carbon dioxide is oxidized in the presence of water using activated carbon as a catalyst, If the reaction with oxygen is avoided, sulfuric acid is produced, but this reaction is a normal catalytic chemical reaction, but microscopically, activated carbon adsorbs oxygen, The following electrolytic reduction reaction of oxygen occurs, 1,, / 2Q2+21-1++2e-→l-120(
1) At the sulfur dioxide adsorption site of activated carbon, 802-L
21-120 1+SO42-+411" ■-2e-(2) An electrolytic oxidation reaction occurs, and the overall reaction is 1/202-I S
It is explained that the following reaction occurs: O21-1 (○-) L12SO4 (3). In other words, it can be assumed that an oxygen-sulfur dioxide cell is formed on the activated carbon, which is internally short-circuited by the electronically conductive activated carbon. In this case, in the early stage of the reaction, the sulfur dioxide formed by dissolving sulfur dioxide in water acts as a supporting electrolyte, and the reaction in equation (2) has progressed to some extent. You can think that there is.

その他、例えば特公昭50−40395号には、撥水処
理を施した活性炭を触媒にして、硫化ナトリウムの水溶
液と空気とを作用させると、単体イオウと水酸化ナトリ
ウムが生成するどし、この反応(6式)は次の(4)式
の電解酸化反応と(5)式の電解還元反応の組合せであ
ると説明されている。
In addition, for example, Japanese Patent Publication No. 50-40395 states that when an aqueous solution of sodium sulfide is made to react with air using water-repellent activated carbon as a catalyst, elemental sulfur and sodium hydroxide are produced. It is explained that Equation (6) is a combination of the following electrolytic oxidation reaction of Equation (4) and electrolytic reduction reaction of Equation (5).

52−−)So 1−2e−(4) 2820+02 +1113−−+ 408−(5)2
Na2 S+ 28z O+02 −) 2SO+41’JaO1−1(6)なお、上記引
例には、何ら説明されていないけれども、この反応は、
反応初期には、Na2Sを、(5)式の反応がある程度
進んだのちには、水酸化す1〜リウムを支持電解質とし
た酸素−硫化イオウ電池を活性炭で内部短絡させて起っ
た反応と説明することが可能である。
52--) So 1-2e-(4) 2820+02 +1113--+ 408-(5)2
Na2 S+ 28z O+02 -) 2SO+41'JaO1-1 (6) Although not explained in the above cited example, this reaction is
At the initial stage of the reaction, Na2S is mixed with Na2S, and after the reaction of equation (5) has progressed to a certain extent, the reaction occurs when an oxygen-sulfur sulfide battery with mono-lithium hydroxide as a supporting electrolyte is internally short-circuited with activated carbon. It is possible to explain.

このように、電子伝導性を有する活性炭を不均一系触媒
として、見掛は上は単なる化学反応であるが、微視的に
みると、実は電気化学反応である反応例として1例えば
、特公昭52−38’1182月には、次のようなもの
が掲げられている。
In this way, an example of a reaction using activated carbon, which has electron conductivity, as a heterogeneous catalyst, appears to be a simple chemical reaction, but when viewed microscopically, it is actually an electrochemical reaction. The following items are listed in February 52-38'118.

(イ)空気によるチA硫酸ナトリウムの硫酸す1〜リウ
ムへの酸化、(ロ)空気による硫酸第一鉄または硫酸第
一鉄アンモニウムのl#酸酸第銑鉄の酸化、(ハ)空気
によるハイドロキノンのキンヒドロンへの酸化、(ニ)
空気によるフェノールの酸化、(ホ)空気によるベンズ
アルデヒドの安息香酸への酸化、(へ)水素ガスによる
硝酸銀の銀への還元。
(b) Oxidation of sodium thiA sulfate to mono-lithium sulfate by air, (b) Oxidation of ferrous sulfate or ferrous ammonium sulfate by air, (c) Hydroquinone by air Oxidation of to quinhydrone, (d)
Oxidation of phenol by air, (e) Oxidation of benzaldehyde to benzoic acid by air, (f) Reduction of silver nitrate to silver by hydrogen gas.

いずれにしても、微視的にみた電池の内部短絡現象によ
って化学反応を進行させようとするためには、触媒が電
子伝導性を有づ−る固体であり、しかも支持電解質が共
存していることが不可欠である。
In any case, in order for the chemical reaction to proceed through the microscopic internal short-circuit phenomenon of the battery, the catalyst must be a solid with electronic conductivity and a supporting electrolyte must coexist. It is essential that

従来、支持電解質としては、各個別反応に応じて、各々
個別に反応以前の出発物質である無機の塩、酸もしくは
水酸化アルカリか、反応の進行とともに生成する反応生
成物が流用されていて、電解質を積極的に添加するとい
う発想はむしろなか5一 つだ。一方有機化学反応においては、一般に反応の出発
物質も反応生成物もイオン伝導性を示さず、電解質とし
ての機能を果さないので、別途に無機の支持電解質を混
入させる必要が出てくる。
Conventionally, as supporting electrolytes, inorganic salts, acids, or alkali hydroxides, which are starting materials before the reaction, or reaction products generated as the reaction progresses have been used, depending on each individual reaction. The idea of actively adding electrolytes is rather one of the few. On the other hand, in organic chemical reactions, neither the reaction starting material nor the reaction product generally exhibits ionic conductivity and does not function as an electrolyte, so it is necessary to separately mix an inorganic supporting electrolyte.

ところが、無機の支持電解質を添加した場合には、反応
終了後に目的反応生成物と無機の支持電解質とを分離す
ることが大きな難題となる。また上述の特公昭50−4
0395号および特公昭52−38982号には、触媒
として活性炭だけが用いられていて、この活性炭が酸化
体を電解還元する機能と還元体を電解酸化する機能との
双方を受けもっているわけだが、反応系によっては、活
性炭だけではこのように首尾よくいかない場合がむしろ
多い。
However, when an inorganic supporting electrolyte is added, it becomes a big challenge to separate the desired reaction product from the inorganic supporting electrolyte after the reaction is completed. In addition, the above-mentioned special public service 1974-4
In No. 0395 and Japanese Patent Publication No. 52-38982, only activated carbon is used as a catalyst, and this activated carbon has both the function of electrolytically reducing the oxidant and the function of electrolytically oxidizing the reductant. Depending on the reaction system, activated carbon alone often does not work as well.

本発明はかかる問題を解決せんとするものであり、酸化
体を電解還元するのに有効な金属を被覆したイオン交換
樹脂の粉末もしくは短繊維と還元体を電解酸化するのに
有効な金属を被覆したイオン交換樹脂の粉末もしくは短
繊維と金属を被覆しないイオン交換樹脂の粉末もしくは
短!l帷どの混合物をフッ素樹脂からなる結着剤で一体
に結着し6− て(7ることを特徴とゴる有機化合物を酸化するか還元
するための全く新規な触媒を提供するものである。
The present invention aims to solve this problem, and consists of powder or short fibers of ion exchange resin coated with a metal effective for electrolytically reducing the oxidant and a metal coated for electrolytically oxidizing the reductant. Ion exchange resin powder or short fibers and ion exchange resin powder or short fibers that do not coat metal! This invention provides a completely new catalyst for oxidizing or reducing organic compounds characterized by the fact that any mixture is bound together with a binder made of fluororesin (7). .

Jなわち、かかる触媒では、イオン交換樹脂に含水ざU
ざえすればイオン交換樹脂が固体電解質として機能する
ので、この触媒を使用して化学反応を起させて得られる
反応生成物と電解質との分離は全く容易となる。すなわ
ちこの触媒iJ電解質を含めた不均一系触媒である。
In other words, in such a catalyst, the ion exchange resin has a water content U
Since the ion exchange resin functions as a solid electrolyte, it is quite easy to separate the electrolyte from the reaction product obtained by causing a chemical reaction using this catalyst. That is, this catalyst is a heterogeneous catalyst including the iJ electrolyte.

−7j、本発明の触媒では、酸化体を電解還元づるのに
有効な金属とこの金属が被覆されたイオン交換樹脂およ
び金属が被覆されていhいイオン交換樹脂との接点で、
酸化体の電解還元反応が起るまた還元体を電解酸化する
のに右動な金属とこの金属が被覆されたイオン交換樹脂
および金属が被覆されていないイオン交換樹脂との接点
で)9元体の電解酸化反応が起る。換言すると酸化体を
電解還元覆るのに有効イf金属部を正極どし、3y元体
を電解酸化するのに有効な金属部を負極とし、イオン交
換樹脂を電解質とした電池が構成され、しかも酸化体を
電解還元するのに有効な金属と還元体を電解酸化するの
に有効な金属と直接接触している部分で、シ、0絡電流
が流れる。
-7j, in the catalyst of the present invention, at the contact point between the metal effective for electrolytic reduction of the oxidant and the ion exchange resin coated with this metal and the ion exchange resin coated with the metal,
The electrolytic reduction reaction of the oxidant occurs, and the electrolytic oxidation of the reductant occurs at the contact point between the right-handed metal, the ion exchange resin coated with the metal, and the ion exchange resin without the metal coating). An electrolytic oxidation reaction occurs. In other words, a battery is constructed in which the metal part that is effective for electrolytically reducing the oxidant is used as the positive electrode, the metal part that is effective for electrolytically oxidizing the 3y element is used as the negative electrode, and the ion exchange resin is used as the electrolyte. A zero-circuit current flows in a portion that is in direct contact with a metal effective for electrolytically reducing an oxidant and a metal effective for electrolytically oxidizing a reductant.

したがって、本発明の触媒を「丙部短ll8N池式触媒
」と定義覆ることにする。
Therefore, the catalyst of the present invention will be defined as a "Nibe short 118N pond type catalyst".

このようイr明確な触媒膜バ1思想は、従来なかったち
のである。通常の電池では、外部回路に、電気エネルギ
ーが取出されるのに対し、内部短絡電池式触媒では、エ
ネルギーが熱に変換されると同峙に、目的とする電解酸
化還元反応が進む。
Such a clear concept of a catalyst membrane system has never existed before. In a normal battery, electrical energy is extracted to an external circuit, whereas in an internally shorted battery type catalyst, the target electrolytic redox reaction proceeds at the same time as the energy is converted into heat.

内部短絡電池式触媒の構成材料としてのイオン交換樹脂
は、カチオン交換型のものとアニオン交換型のものがあ
る。カチオン交換樹脂どしては、スチレン−ジビニルベ
ンげン其重合体あるいはパーフロロカーボンの如き含フ
ツ素高分子をベースにし、これにスルフォン酸基、カル
ボン酸基あるいは両者を導入したものが適しているが、
本発明はこれらに限定するものではない。このカチオン
交換樹脂の移動するイオンは水素イオンである。
Ion exchange resins used as constituent materials for internally shorted battery type catalysts include cation exchange type and anion exchange type. Suitable cation exchange resins include those based on fluorine-containing polymers such as styrene-divinylbenzene polymers or perfluorocarbons, into which sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, or both have been introduced. ,
The present invention is not limited to these. The ions that move in this cation exchange resin are hydrogen ions.

アニオン交換樹脂としては、ポリスチレン系母核に、ア
ンモニウム塩型アミンもしくはジエチレン1〜リアミン
のj−うなアミンを交1!+!基として導入しノCムの
をアルカリで処理して、水酸イオン移動Qすどじムコも
のを用いればよい。
As an anion exchange resin, an ammonium salt type amine or a j-amine such as diethylene 1 to riamine is added to a polystyrene base core. +! The hydroxyl ion transfer group may be used by treating the chromium introduced as a group with an alkali.

これらのイオン交換樹脂は、粉末状のものか短繊糾状の
ものが適している。粉末状の場合には、数十ミクロン以
下の粒径のものがよい。知織帷状のもの(」1、直径が
数ミタロン、良さが数nv以下のものがJ:い。
These ion exchange resins are suitably in the form of powder or short fibers. If it is in powder form, it should have a particle size of several tens of microns or less. A cloth-like item (1) A piece with a diameter of several millimeters and a thickness of several NV or less.

カブオン交換樹脂を用いるかアニオン交換樹脂を用いる
かは、対象どなる反応系によって適宜選択する必要があ
る。
Whether to use a cabone exchange resin or an anion exchange resin must be appropriately selected depending on the target reaction system.

カブオン交換樹脂に、酸化体を電解還元する−1で有効
イ1触媒活性を示づ金属あるいは還元体を電解酸化Jる
上で有効4丁触媒活性を示1金属を被覆するためには、
予めヒドラジンあるいは水素化ボウ索す−1〜リウムの
水溶液の如き還元剤をカブオン交換樹脂に含浸しておき
、しかるのちに、触媒金属塩水溶液で11にとによって
カチオン交換樹脂の表面に触媒金属を析出させたり、カ
チオン−〇− 交換樹脂と触媒金属水溶液とを接触させ、一旦カチオン
交換樹脂の水素イオンと触媒金属イオンとを置換さけた
のち、還元剤溶液で処理することにJ:す、カチオン交
換樹脂の表面に触媒金属を析出させるという方法が適用
される。
In order to coat a metal that exhibits an effective 1 catalytic activity in electrolytically reducing an oxidant or an effective 4 metal that exhibits a 1 catalytic activity in electrolytically oxidizing a reductant, the following steps are taken:
The cation exchange resin is impregnated in advance with a reducing agent such as hydrazine or an aqueous solution of hydrogenated hydrogen, and then the catalytic metal is applied to the surface of the cation exchange resin by adding a catalytic metal salt aqueous solution to the surface of the cation exchange resin. The cation-exchange resin is brought into contact with an aqueous catalytic metal solution, and after the hydrogen ions of the cation-exchange resin and the catalytic metal ions are once avoided, the cation-exchange resin is treated with a reducing agent solution. A method is applied in which catalyst metal is deposited on the surface of the exchange resin.

アニオン交換樹脂の触媒金属を析出させるためには、触
媒金属がアニオンの形になっている錯体の水溶液で処理
する方法が有効である。
In order to precipitate the catalytic metal of an anion exchange resin, it is effective to treat the resin with an aqueous solution of a complex in which the catalytic metal is in the form of an anion.

酸化体を電解還元する一Lで有効な触媒活性を示J金属
と還元体を電解酸化する上で有効な触媒活性を示す金属
とは、原則としては、異種月料であるが、反応系によっ
ては、同−材料でも目的を果すことができる。したがっ
て本発明は、上述の各金属が巽種材料であることに限定
するわけではない。
The metal that exhibits effective catalytic activity for the electrolytic reduction of the oxidant and the metal that exhibits the effective catalytic activity for the electrolytic oxidation of the reductant are, in principle, different materials, but depending on the reaction system. The same material can also serve the purpose. Therefore, the present invention is not limited to the above-mentioned metals being Tatsumi materials.

一方、イオン交換樹脂に金属を被覆した場合、酸化体を
電解還元する上で有効な触媒活性を示す金属からなる正
極とこの金属が被覆されているイオン交換樹脂との接点
での電解還元反応および還元体を電解酸化J−るのに有
効な金属からなる負極10− どこの金属が被覆されているイオン交換樹脂との接点で
の電解酸化反応はそれぞれ進みやすいが、正極ど角棒と
を結7弘イAン伝導が進みにくい。このイオン伝導をつ
かさどるのが、金属が被覆されていないイオン交1fi
 QJ脂である。
On the other hand, when an ion exchange resin is coated with a metal, an electrolytic reduction reaction occurs at the contact point between the positive electrode made of a metal that exhibits effective catalytic activity in electrolytically reducing the oxidant and the ion exchange resin coated with this metal. The negative electrode 10 is made of a metal that is effective for electrolytically oxidizing the reductant.The electrolytic oxidation reaction at the contact point with the ion exchange resin coated with any metal progresses easily, but it is difficult to connect the positive electrode with the square rod. 7 Hiroi A conduction is difficult to proceed. The ion exchanger 1fi, which has no metal coating, is responsible for this ion conduction.
It is QJ fat.

内部短絡電池式触媒のもうひとつの構成材料であるフッ
素樹脂結着剤は、電子伝導性を右し、かつ触媒活性を示
J粉末お」−びイオン交換樹脂を結@づ゛るという機能
の他に、内部短絡電池式触媒に1發水竹を付与するとい
う機能をも有している。すなわち内部短絡電池式触媒は
、液体の反応物質と気体の反応物質とを出発原料にで−
る反応に適して゛いるが、内部短絡電池式触媒が全く親
水性の場合には、液体の反応物質に被覆され尽されて、
気体の反応物質の吸着サイトがなくなってしまうのに対
し、部分的に撥水性を有していると、気体反応物質の吸
着サイトおよび液体反応物質の吸着→ノイドの双方が確
保されるので、反応がよりスムースに進みやり−い。
The fluororesin binder, which is another constituent material of the internally shorted battery type catalyst, has the function of binding the J powder and the ion exchange resin, which controls electron conductivity and exhibits catalytic activity. In addition, it also has the function of adding 1 ml of water to an internally shorted battery type catalyst. In other words, an internally shorted cell catalyst uses a liquid reactant and a gaseous reactant as starting materials.
However, if the internally shorted cell catalyst is completely hydrophilic, it will be coated with liquid reactants and depleted.
Whereas adsorption sites for gaseous reactants are lost, partial water repellency secures both adsorption sites for gaseous reactants and adsorption → noids for liquid reactants, thereby facilitating the reaction. I hope things will proceed more smoothly.

フッ素樹脂結着剤どしては、出発反応物質に侵されに(
いという性質と耐熱性がよいということと電池触媒の他
の構成材料を被覆し尽さないという意味から、殊にポリ
 4フツ化エチレンが最適であるが、この月$81に限
定するものではない。
Fluoropolymer binders are susceptible to attack by starting reactants (
In particular, polytetrafluoroethylene is most suitable because it has good heat resistance, good heat resistance, and does not cover the other constituent materials of the battery catalyst, but it is not limited to $81 per month. do not have.

内部短絡電池式触媒の形状としては、粒状、シート状、
筒状あるいはハニカム状等いかなる形状にすることも可
能である。あるいはまた内部短絡電池式触媒の各構成材
料の混合物を金属の網あるいはエキスパンデッドメタル
と一体に成形することによって機械的強度の増大を図る
ことも有効な場合がある。
The shapes of internally shorted battery type catalysts are granular, sheet,
It is possible to have any shape such as a cylindrical shape or a honeycomb shape. Alternatively, it may be effective to increase the mechanical strength by integrally molding a mixture of constituent materials of the internally shorted battery type catalyst with a metal mesh or expanded metal.

本発明にかかる内部短絡電池式触媒は、水が必須である
ところから、有機化合物の水溶液もしくは水懸濁液を酸
素によって酸化させたり、水素によって還元さじたりす
る反応に特に適しているが、その用途は、むしろ今後拡
大されていくものと考えられる。
The internally shorted battery type catalyst according to the present invention is particularly suitable for reactions in which an aqueous solution or suspension of an organic compound is oxidized with oxygen or reduced with hydrogen, since water is essential. In fact, it is thought that the applications will be expanded in the future.

水は水蒸気という形で供給づる方が適していることもあ
る。ただ内部短絡電池式触媒は、イオン交換樹脂を内包
している関係上、無機イオンが共存していると、イオン
置換が起り、イオン交換樹脂が水素イオンあるいは水酸
イオンの伝導体として機能しなくなるので、無機イオン
を含まない反応系に適用するのが望ましい。
Sometimes it is more suitable to supply water in the form of steam. However, since internally shorted battery-type catalysts contain ion exchange resin, if inorganic ions coexist, ion replacement will occur, and the ion exchange resin will no longer function as a conductor for hydrogen ions or hydroxide ions. Therefore, it is desirable to apply it to a reaction system that does not contain inorganic ions.

ところで、ここで付記すべきことは、イオン交換樹脂自
体が触媒として機能する反応が多1zあるということで
ある。例えば、カチオン交換樹脂は、エステル、アセタ
ール、アミドなどの生成や加水分解、ニトリル、■ボキ
シへの水和などの反応の触媒となる。またアニオン交換
樹脂は、アルドール縮合反応などの触媒として使用され
る。
By the way, it should be noted here that there are many reactions in which the ion exchange resin itself functions as a catalyst. For example, cation exchange resins act as catalysts for reactions such as the production and hydrolysis of esters, acetals, amides, etc., and hydration to nitrile and boxy. Anion exchange resins are also used as catalysts for aldol condensation reactions and the like.

これに対して本発明にかかる内部短絡電池式触媒のイオ
ン交換樹脂はイオン伝導性だ(〕をつかさどるしのであ
るので、上述の如き、イオン交換樹脂自体が触媒として
機能するようf、1反応と区別さるべきである。
On the other hand, since the ion exchange resin of the internally shorted battery type catalyst according to the present invention is responsible for ion conductivity, the ion exchange resin itself functions as a catalyst as described above. There should be a distinction.

一方、最近では、イオン交換樹脂に、金属特に遷移金属
を担持させた触媒を用いて、ベンジルやベンゾインの還
元を行ない(qることあるいはニトロベンゼンの還元に
よるアニリンの生成が可能と13− いう報告もある。
On the other hand, recently, it has been reported that aniline can be produced by reducing benzyl or benzoin or by reducing nitrobenzene using a catalyst in which a metal, particularly a transition metal, is supported on an ion-exchange resin. be.

しかし、これらの従来の触媒では、イオン交換樹脂自体
が、本発明のような水素イオンあるいは水酸イオンが伝
導する電解質としてではなく、触媒として機能している
し、さらには、本発明のように、電解酸化に有効な金属
と電解還元に有効な金属を用いることや、フッ素樹脂に
よる反応物質の吸着サイトの適正化という触媒設計思想
がないなどの意味からして、本発明の触媒とは明らかに
異なったものとみなすべきである。
However, in these conventional catalysts, the ion exchange resin itself functions as a catalyst rather than as an electrolyte through which hydrogen ions or hydroxide ions are conducted as in the present invention. It is clear that the catalyst of the present invention does not have the catalyst design concept of using a metal effective for electrolytic oxidation and a metal effective for electrolytic reduction, and optimizing the adsorption site of the reactant by the fluororesin. should be regarded as different.

以下、本発明の一実施例について詳述する。An embodiment of the present invention will be described in detail below.

実施例 パーフロロカーボンにスルフォン酸基を導入してなる平
均粒径が50μのイオン交換樹脂粉末2gをヒドラジン
の水溶液に浸漬したのち、塩化白金酸の水溶液で処理し
て、イオン交換樹脂粉末の表面に白金を被覆する。一方
、上述のイオン交換樹脂粉末2gの上に同様の方法で、
ロジウムを担持する。
Example 2 g of ion exchange resin powder with an average particle size of 50μ, which is made by introducing sulfonic acid groups into perfluorocarbon, is immersed in an aqueous solution of hydrazine, and then treated with an aqueous solution of chloroplatinic acid to coat the surface of the ion exchange resin powder. Coat with platinum. On the other hand, in the same manner, on 2 g of the above-mentioned ion exchange resin powder,
Carrying rhodium.

次に白金を担持したイオン交換樹脂粉末とロジウムを担
持したイオン交換樹脂粉末と金属を担持し=14〜 ないイオン交換樹脂粉末とを混合した乙のに、水を40
1加え、さらに60%の固形分を有するポリ4フッ化]
−ヂレンの水懸濁液を3ml加え、充分五線したしのを
一旦真空乾燥し、次いで直径が3n+m。
Next, mix the ion exchange resin powder carrying platinum, the ion exchange resin powder carrying rhodium, and the ion exchange resin powder carrying no metal = 14~40% water.
1 plus polytetrafluoride having a solid content of 60%]
Add 3 ml of an aqueous suspension of Dilene, vacuum-dry the staff thoroughly, and then dry it under vacuum to a diameter of 3n+m.

長さが5mmのペレットをホットプレス法、100℃で
成形した。かくして内部短絡電池式触媒を製作した。
Pellets with a length of 5 mm were molded by hot pressing at 100°C. In this way, an internally shorted battery type catalyst was fabricated.

この内部短絡電池式触媒の構造模式図を第1図に示す。A schematic structural diagram of this internally shorted battery type catalyst is shown in FIG.

(1)および(1’)4ま白金(2)およびロジウム(
3)で被覆されたイオン交換樹脂粉末、(4)は金属の
被覆されていないイオン交換樹脂粉末、(5)はポリ 
4フツ化エチレンである。
(1) and (1')4 platinum (2) and rhodium (
3) is coated ion exchange resin powder, (4) is ion exchange resin powder without metal coating, and (5) is poly coated ion exchange resin powder.
It is tetrafluoroethylene.

次にこの内部短絡電池式触媒ペレット5りをメタノール
101と、水100m lから<Fる混合溶液中に入れ
、この混合溶液に室温で空気を吹き込んだ。
Next, five of these internally shorted battery type catalyst pellets were placed in a mixed solution of 101 ml of methanol and 100 ml of water, and air was blown into the mixed solution at room temperature.

その結果1時間の後のホルムアルデヒドを分析したどこ
ろ、メタノールからホルムアルデヒドへの酸化率は47
%であった。
As a result, when formaldehyde was analyzed after 1 hour, the oxidation rate of methanol to formaldehyde was 47.
%Met.

比較例 上記実施例において、イオン交換樹脂を含まない触媒つ
まり白金ブラックをフッ素樹脂で結着したペレットによ
り、同様の実験を行なったところ、メタノールのホルム
アルデヒドへの酸化率は7%であった。
Comparative Example When a similar experiment was carried out in the above Example using a catalyst containing no ion exchange resin, that is, pellets of platinum black bound with a fluororesin, the oxidation rate of methanol to formaldehyde was 7%.

つまり、従来例では、単なる接触反応のために、メタノ
ールの酸化はあまり進まないのに対し、本発明のように
内部短絡電池式触媒を用いるとメタノールの酸化がより
進むことが瞭然どしている。
In other words, in the conventional example, the oxidation of methanol does not progress much due to a mere catalytic reaction, whereas it is clear that the oxidation of methanol progresses more when an internally shorted battery type catalyst is used as in the present invention. .

上述の実施例ではロジウムとイオン交換樹脂との接触界
面で、主として、メタノールの電解酸化反応が起り、白
金とイオン交換樹脂との接触界面で、主として酸素の電
解還元が起り、白金とロジウムとの接触部で、短絡電流
りく流れる。
In the above example, the electrolytic oxidation reaction of methanol mainly occurs at the contact interface between rhodium and the ion exchange resin, and the electrolytic reduction of oxygen mainly occurs at the contact interface between platinum and the ion exchange resin. Short-circuit current flows rapidly at the contact point.

以上詳述せる如く、本発明は有機化合物の酸化もしくは
還元をおこなわしるための全く新しい触媒段目思想にb
どづく内部短絡電池式触媒を提供するもので、その工業
的価伯極めて人である。
As detailed above, the present invention is based on a completely new catalyst stage concept for oxidizing or reducing organic compounds.
It provides an internal short-circuit battery type catalyst, and its industrial value is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例にかかる内部短絡電池式触媒
の構造模式図である。 1.1′ ・・・・・・金属を被覆したイオン交換樹脂
粉末、2・・・・・・白金、3・・・・・・ロジウム、
4・・・・・・金属が被覆されていないイオン交換樹脂
粉末、5・・・・・・ポリ 4311 惰1 別
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an internally shorted battery type catalyst according to an embodiment of the present invention. 1.1'...Ion exchange resin powder coated with metal, 2...Platinum, 3...Rhodium,
4...Ion exchange resin powder with no metal coating, 5...Poly 4311 Ina 1 Separate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 酸化体を電解還元するのに有効な金属を被覆したイオン
交換樹脂の粉末もしくは短mHと)!元体を電解酸化す
るのに有効な金属を被覆したイオン交換樹脂の粉末もし
くは短繊維と金属を被覆しないイオン交換樹脂の粉末も
しくは短m帷との混合物をフッ素樹脂からなる結着剤で
一体に結着してなることを特徴とする有機化合物を酸化
づるか)ψ元するための内部短絡電池式触媒。
Metal-coated ion exchange resin powder or short mH that is effective for electrolytically reducing oxidants)! A mixture of ion exchange resin powder or short fibers coated with a metal that is effective for electrolytically oxidizing the base material and ion exchange resin powder or short fibers that are not coated with metal are combined with a binder made of fluororesin. An internal short-circuit battery type catalyst for oxidizing organic compounds which are characterized by being bound together.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163207U (en) * 1987-04-06 1988-10-25
JPH0399726A (en) * 1989-09-11 1991-04-24 Ishihara Kikai Kogyo Kk Continuous bending method for long sized material with two times of bending executed and its bender
JPH0623375A (en) * 1992-04-30 1994-02-01 Tosoh Corp Removal of oxidizable or reducible substance, material oxide supported composite carrier and production thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163207U (en) * 1987-04-06 1988-10-25
JPH0399726A (en) * 1989-09-11 1991-04-24 Ishihara Kikai Kogyo Kk Continuous bending method for long sized material with two times of bending executed and its bender
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