JPS63317689A - 電解装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、有機溶媒と電解質とから成る有機電解液を電
解して有機化合物を生成するための電解装置に関する。

（従来の技術） 有機溶媒と電解質とから成る有機電解液を電解により有
機化合物を構成するには、従来−有機電解液の入った電
解槽中に陽極と陰極を設けるかあるいは電解槽中に隔膜
を設けて陰極室と陽極室に分け、陰極室に有機電解液を
陽極室に電解水溶液を入れ、これを電解してアジポニト
リル等有機化合物を生成している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の有機化合物の生成方法では、陽極に通
常の電極即ち鉛板等を用いていたので、隔膜を設けない
電解槽は勿論のこと隔膜を設けた電解槽においても隔膜
を透過した有機物が陽極の表面に吸着し、そのため電気
の流れる面積が減少し、電流密度が低下して甚だ有機化
合物の生成能率の悪い、生産性の低いものであった。

またこの場合生産性を考えると電圧を高くすることにな
り、電極の溶出を増長することになる。

さらに陽極（ｐ　ｂ）の表面ではβＰｂＯ２の膜が使用
と共に厚くなって剥離が起こり、陽極がやせて極間距離
が大きくなり一層電流密度が低下するなどの欠点があっ
た。

さらに陰極の場合には反応速度を速めるために電極を多
孔質化しても水素発生等のガスが孔に充満し、何ら平板
電極とおなし反応速度となってしまう。またＣＯ等の反
応ガスは電解液に溶解しにくいために加圧しなければな
らないという欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり
、有機化合物の生成能率を上げ生産性を向上できる電解
装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明の電解装置は、電解
槽中に所要の有機溶媒と電解質から成る有機電解質が導
入され、少なくとも一方の極として微細な親水部と撥水
部から成る反応層を有するガス拡散電極がセットされて
成るものである。

（作用） 上記構成の本発明の電解装置によれば、水素ガスを陽極
であるガス拡散電極側に供給しながら電解を行うと、水
素ガスはガス拡散電極の反応層の撥水部に積極的に浸透
拡散し、電解液は反応層の親水部に浸透して水素と接触
し、酸素の発生がなくなって電解電圧が低下し、電流密
度が高く、有機化合物の生成が能率良く行われ、電極の
安定性も高く寿命も長いそのため生産性が向上する。

（実施例） 本発明による電解装置の一実施例を図によって説明する
。電解槽１中に隔膜としてイオン交換膜２が設けられ、
陰極室３には有Ｊａ？’４媒として２０％テトラエチル
アンモニウム−Ｐ−トルエンスルホン酸カリウムを含む
溶液に３０％のアクリロニトリルを溶解した有機電解液
４が導入され、陽極室５には１２０ｇ／ｊ！の電解水溶
液６導入され、陰極として鉛板７を陽極として微細な親
木部とｔΩΩ郡部ら成る反応層８、即ち白金を担持した
親水性をカーボンブランク（平均粒径４２０人）とＩ８
水性カーボンブランク（平均粒径４２０人）とポリ四弗
化エチレン粉末（平均粒径０．３μｍ）とを混合し成形
して成る厚さ０　、１　ｍｍ、幅１００鶴、高さ１００
龍の反応層８に、撥水性のカーボンブランク（平均粒径
４２０人）とポリ四弗化エチレン（平均粒径０．３μｍ
）とを混合し成形して成る厚さ０．４鰭、幅１２０■ｉ
、高さ１２０ｍｍのガス拡散層９を接合して成るガス拡
散電極１０をセントして、電解装置１１を構成する。

このように構成された生成装置１１に於いて、水素ガス
をガス拡散電極１０のガス拡散層９側より供給し、電解
電圧が７〜８ｖ、電流密度５００ｍＡ　／　ｃｒＡで電
解した処、アジポニトリルが８９〜９４％の電流効率で
得られた。

一方、従来装置として、第２図に示す如（電解槽１中に
、実施例と同じ有機電解液４及び硫酸水溶液６が導入さ
れ、陽極として厚さ０．５龍、幅１００鰭、高さ１００
ｍｍの鉛板１２をセットし、電解電圧が８．５〜９．５
Ｖ、電流密度５００ｍＡ　／　ａｌで電解した処、アジ
ポニトリルが９０％の電流効率で得られた。

以上の結果で明らかな通り実施例の電解装置は従来の電
解装置に比し、電解電圧を著しく低（できて、電極の安
定性もよいため極間を著しく小さくすることができる。

電極への有機物の影響が水素酸化電位のため著しく低く
寿命も長いものである。

尚、本発明の生成装置に於いて、陽極として用いるガス
拡散電極の反応層を形成する素材である触媒を担持した
親水性カーボンブランクは、Ｎｉ、Ａｕｓ　Ｐｔ、ｐａ
、、Ｉｒの微粒子でも良い。ＲｕＯ□、ＩｒＯ□、ｐｂ
ｏ□等の酸化物でも良い。

陰極用としてはＡｕｓ　Ｃｕ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ。

Ｉｎ等の金属又は合金或いはＧａｐ、ＧａＡｓ等の半導
体微粒子でも良いものである。これら反応層に用いる触
媒を変えることにより有機物の生成物を変えることがで
きる。

上記陽極の触媒をβＰｂＯ２とした場合には酸素発生と
なり、水素の供給する必要はない。

さらに電解液としてアセトニトリルとＣｏＣ１，、対極
として銅板、陽極として現水性カーボン又はＲｕＯ□微
粒子を使用に作成した。

陽極反応によりブタジェンからジクロロブテン合成すな
わち塩素化が可能である。本装置によりその他コルベ反
応官能基の酸化等が可能である。

このときには陰極に酸素を供給し、酸素減極を行っても
よい。

陰極として用いるときにはたとえばβＰｂＯ□を触媒と
してガス拡散電極を作すシュウ酸をグリオキシル酸に還
元することができる。

また本発明の電解装置は、実施例に限るものではな（隔
膜を用いない電解槽であっても良い。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の電解装置は、電解槽中
に所要の有機溶媒と電解質を填太し、少なくとも一方の
極に微細な親水部と撥水部とから成る反応層を有するガ
ス拡散電極を用いているので、電解液と電極との接触面
積が大きくまた水素ガス等を供給して減極でき、電極の
消耗が抑制でき、酸化、還元反応が効率良く行われ、有
機化合物が能率良く生成できて、生産性が向上するとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電解装置を示す概略図、第２図は
従来の電解装置を示す概略図である。 １・−電解槽、４−有機電解液、２・−イオン交換膜８
−・反応層、９−・ガス拡散層、１０−ガス拡散電極出
願人　田中貴金属工業株式会社 古層　長− 第１図 第２区 ｊ　　　　　　ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電解槽中に所要の有機溶媒と電解質が填入され、少なく
   とも一方の極として微細な親水部と撥水部から成る反応
   層を有するガス拡散電極がセットされて成る電解装置。