JPS6340874B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電槽電圧が著しく低く且つ寿命の長い
電解槽およびその製造方法に関する。 従来、電解槽において、軟鋼などの電極部分に
焼結、メツキ、真空蒸着などの方法によつて陰極
活性物質の被覆を形成させた電極が種々提案され
ている。例えば、特開昭54−38277、同54−1282、
同54−10279公報には、電解槽の電極部分に硫黄
を含有するニツケルの薄膜を電気メツキあるいは
熱分解の方法によつて被覆し、水素過電圧の低い
陰極を得ることが示されている。 しかしながら、上記の如き電解槽の主に水素発
生反応を行なう電極部分のみ陰極活性物質を被覆
した陰極も、該陰極の性能が劣化した際には再被
覆が必要である。かかる場合、劣化した陰極は電
解槽から取り外し、再被覆した後に電気溶接など
の手段で電解槽に装着するなどの工程を要するた
めに、極めて煩雑な欠点がある。また電解槽の内
壁などからは金属イオンが溶出するために、該金
属イオンが不純物として製品を汚染するばかりで
なく、陰極活性物質上に付着して陰極の性能を劣
化させる原因となる欠点を有する。 本発明者らは、かかる電解槽における欠点を解
消すべく鋭意研究の結果、主に水素発生反応を行
なう電極部分のみならず、陰極室内を全て陰極活
性物質で被覆することによつて、劣化した電極部
分を再被覆する作業が極めて簡便になり、しかも
電槽電圧が著しく低く且つ寿命の長い電解槽が得
られることを知見し、本発明を提供するに至つた
ものである。即ち、本発明は電極部分を含めた陰
極室内の少なくとも陰極液と接する部分を、陰極
活性物質で被覆してなる電解槽である。 本発明によれば、電極部分を含めた陰極室内の
全てが、該陰極内の材質と異なる同一の陰極活性
物質で被覆されるために、劣化した陰極は電解槽
から取り外すことなく、再被覆することができ作
業が極めて簡便である。例えば、電解槽の陰極室
内に電極部分を装着したまま、陰極活性物質のメ
ツキ浴を送入してメツキすることが出来る。 また、陰極活性物質で被覆された電解槽の内壁
などからは金属イオンの溶出が極めて減少するた
めに、製品の汚染が少なく、しかも陰極の劣化も
なく寿命も大幅に延びる。 さらに、本発明の電解槽は、従来の電極部分の
みに陰極活性物質で被覆した電解槽と比較して、
電槽電圧が低く且つ寿命が長く保たれる効果が発
揮される。 本発明に用いられる電解槽の構造は特に制限さ
れず、公知の単極式または双極式フイルタープレ
ス型の電解槽がそのまま採用される。例えば、電
解槽内に平板状エキスパンドメタル、鑽孔板、金
網、棒状金属などの電極部分を平行に並べ、これ
を直角方向にリブを介して内壁と接合して構成さ
れる。かかる電解槽における電極部分、リブおよ
び内壁などの材質としては、一般に軟鋼、ニツケ
ルまたはその合金が用いられ、電気電導性に優
れ、特に電解条件下の環境において耐食性を有す
るNi、Cr、Mo、Ｗなどの元素を添加された合金
が好ましい。 また、本発明に用いられる陰極活性物質として
は、一般にFe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、Ir、Pt
などの各金属元素が用いられ、特にNiおよびそ
の合金が好ましい。かかる陰極活性物質の金属
は、被覆させる方法に応じて金属化合物として供
される。例えば、硫化物、チオシアン酸塩、チオ
硫酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、チオカルバミン酸
塩、キサントゲン酸塩、チオカルボン酸塩、特に
有機または無機の含硫黄化合物が好ましい。その
ほか硝酸塩、炭酸塩、りん酸塩、亜硝酸塩、酸化
物、シアン化物、塩化物などの無機化合物、酢酸
塩、有機錯体などの有機化合物類も有用である。
これらのうちニツケル塩として具体的に示すと、
硫化ニツケル、硫酸ニツケル、ロダンニツケル、
ニツケルジチオカーバメート、ニツケルザンテー
ト、硝酸ニツケル、シユウ酸ニツケル、塩化ニツ
ケルなどである。特に上記のうち含硫黄のニツケ
ルメツキ浴が好ましい。 本発明において、電解槽の陰極室内に陰極活性
物質を被覆する方法は特に制限されず、電気メツ
キ、無電解メツキ、真空蒸着、熱分解などによる
手段が用いられるが、特に電気メツキによる被覆
方法が推奨される。即ち、電解槽は一般に電流分
布が均一な構造に設計されるために、電気メツキ
によつて電気が十分かつ均一に達成される。 本発明における電気メツキ方法は公知の方法が
採用され、先ず電解槽を通常の電気メツキ法と同
様に、脱脂、酸洗、水洗などの前処理を行なう。
次いで、絶縁物を介してニツケル陽極または不溶
性陽極を設けた電解槽に、メツキ浴を供給、循環
させながら直流を印加して、該電解槽の陰極室内
に陰極活性物質を析出被覆する。電気メツキにお
ける電流密度は一般に１〜30A／ｄm²、好ましく
は５〜15A／ｄm²、またメツキ温度は一般に５〜
70℃、好ましくは15〜30℃で実施される。勿論、
上記の他に錯化剤（クエン酸、酒石酸、リンゴ酸
など）、PH調整剤（塩安など）などは適宜用いら
れる。 電解槽の陰極室内に被覆させる陰極活性物質の
厚さは、一般に２〜100μで十分で、好ましくは
10〜30μである。被覆する陰極活性物質の厚さが
2μ以下の場合には、被覆層の消耗による陰極活
性の消失が早く、また電解中に剥離し易く耐久性
に乏しい。他方、被覆層を100μ以上に厚くして
も、最早より優れた効果は期待できず、製造コス
トから不経済である。 本発明は電解槽は、アルカリ金属塩、特に塩化
ナトリウムまたは塩化カリウムを電解し苛性アル
カリおよび塩素を製造するのに好適である。 実施例 １ 50ｍ／ｍ×100ｍ／ｍ×1.6mmの冷間圧延鋼板を
素材とした軟鋼エキスパンドメツシユとこれに垂
直方向のリブによつて部分的に接合し、陰極室内
壁と一体性を保つた電解槽を用意し、そのまま未
処理の電解槽Ａ、エキスパンドメツシユ部分の
み、表−１に示す条件で電気メツキした電解槽
Ｂ、および陰極室の全てを表−１に示す条件で電
気メツキした電解槽Ｃを用いて、それぞれ両極間
に陽イオン交換膜Nafion324（du Pont社製）を
設けて、電流密度30A／ｄm²、85℃の電解条件で
食塩水を電解して、20％苛性ソーダを取得した場
合の電圧の経時変化を測定した。 その結果、明らかに電解槽Ｃの場合が電解槽
Ａ、Ｂと比較し初期で各々0.25V、0.10V；300日
後で0.20V、0.10V優れていることがわかつた。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰極室内を陰極活性物質で被覆してなる電解
   槽。 ２ 陰極室の内壁および陰極が軟鋼またはその合
   金である特許請求の範囲第１項に記載の電解槽。 ３ 電気メツキ法によつて被覆してなる特許請求
   の範囲第１項に記載の電解槽。 ４ 陰極活性物質がニツケルである特許請求の範
   囲第１項に記載の電解槽。 ５ 陰極活性物質の被覆厚さが１〜50μである特
   許請求の範囲第１項に記載の電解槽。 ６ 双極式フイルタープレス型である特許請求の
   範囲第１項に記載の電解槽。 ７ アルカリ金属塩の電解用である特許請求の範
   囲第１項に記載の電解槽。 ８ 食塩の電解に用いられる特許請求の範囲第７
   項に記載の電解槽。 ９ 電解槽内にメツキ浴を送入して電気メツキす
   ることを特徴とする電解槽の陰極室内に陰極活性
   物質を被覆する方法。 １０ メツキ浴が含硫黄物質を含むニツケル塩を
   主成分とする特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ ニツケル塩がロダンニツケルである特許請
   求の範囲第１０項記載の方法。