JPS6018759B2 - アルカリ金属ハロゲン化物水溶液電解用陰極の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリ金属ハロゲン化物水溶液電解用陰極の
製造方法に関する。

更に詳しくはこの電解において従来よりも水素過電圧を
著しく低くすることのできる新しい陰極の製造方法を提
供するものである。

ここにいう新しい陰極とはチタンまたはチタン合金から
なる基体金属にラネーニッケル成分を含む粉末が表面に
保持されたメッキ層を有する陰極を恵末する。電解槽を
用いて例えば水素、塩素、および苛性ソーダを製造する
ための食塩水溶液の電解を行う場合陰極における水素過
電圧により生ずる電力効率の損失は重大な問題である。
この陰極における水素過電圧は、陰極の素地、表面材質
、あるいはその表面状態等により著しく異なることが知
られている。即ち素地としては、チタン、チタン合金、
鉄、ステンレス鋼、ニッケル、白金族金属等を用いると
水素過電圧は低くなり、また、表面状態は粗である程、
水素過電圧が低い事が知られている。

これらの知見から水素過電圧の低い材料の粉末を陰極表
面に付着させる各種の方法が提案されている。例えば鉄
板等に競縞法によりニッケル粉末あるいはラネーニッケ
ルの粉末を被覆した陰極、総射法によりニッケル、コバ
ルト、白金、鉄等の粉末状金属を基体金属の素地に密着
させた陰極（特関昭５２−３２８３２）、鉄板等に粒子
状コバルトと粒子状ジルコニアからなる溶融噴霧混合物
の被覆を有するアルカリ金属ハロゲン化物水溶液電解用
陰極（特関昭５２−３６５８２）の他、粒子状ニッケル
、コバルトもしくはこれらの両者と粒子状アルミニウム
とからなる混合物の熔融燈霧された被覆からアルミニウ
ムを除去した被覆をもつ電解用陰極（特開昭５２一３６
５８３）等がそれである。

しかしこれらの陰極の製造法は、金網板状体あるいは箱
型に成形した金網等複雑な表面形状をもつ陰極基板に対
しては均一な被覆が困難であり、且つ金属粉末の損失も
多く高価になる等の問題が多い。そこで我々は、各種形
状の陰極素地にも容易に適用できる水素過電圧低下に有
効な陰極の製造方法について鋭意研究した結果、チタン
またはチタン合金からなる基体金属の素地の少なくとも
一部分に、ラネーニツケル粉末を含有する複合ニッケル
メッキ格を用いてメッキ処理する陰極の製造方法、更に
上記処理後この表面に、これら粉末を含有しないニッケ
ルメッキ格を用いてメッキ処理をする陰極の製造方法を
見出した。

次に本発明に係る陰極の製造方法を詳細に説明する。

陰極基体としては電気伝導性材料で、陰極として必要な
機械的性質と食塩電解格における耐薬品性を有するチタ
ンまたはチタン合金が用いられる。

チタン合金にはチタンとジルコニウム、タンタル、ニオ
ブ、モリブデン、クロム、鉄、バナジウムまたはマンガ
ン等との合金が用いられる。チタン以外の成分は一般に
数重量％含有されたものが適当である。メッキは電気メ
ッキ法でも無電解〆ッキ法でもよいが電気メッキ法が粉
末をメッキ層に多量に且つ均一に含有させ得る点でより
秀れている。

素地のメッキ処理の前処理は通常の慣用手段即ち脱脂、
エッチング、プラスト処理等組面化または清浄化処理を
適宜単独または組合わせて実施することが好ましい。メ
ッキ裕中に懸濁されて用いられるラネーニツケル粉末は
アルミニウムとニッケルの合金のラネーニッケル合金を
アルカリ展開した粉末である。

ここに用いられる粉末の大きさは細かい方が有効であり
懸濁を容易である。直径５００ム以上の粉末は懸濁状態
の維持が困難であり実用的でない。好適には１００〃前
後以下である。メッキ俗はニッケルメッキ格、鉄メッキ
裕等の通常の電気メッキまたは無電解〆ッキ格に上記ラ
ネーニッケル粉末を懸濁したものが使用できるが、当該
粉末含有量は、付着量、懸濁液の維持、付着の均一性、
経済性等の点から１〜５００夕／そで、好ましくは１０
〜２００夕／そである。

上記〆ツ３キ浴中ニッケル〆ッキ浴としてはワット格、
ホウフッ化ニッケルのメッキ格、スルフアミン酸ニッケ
ルの〆ッキ浴等が用いられうるがラネ−ニッケルの反応
性の面から裕ｐＨ‘ま４以上、好ましくは５以上が好ま
れる。メッキ格には通常の電気メッキ、無電解〆ッキの
場合と同じく界面活性剤例えばポリオキシェチレンアル
キルアミン、アルキルイミダゾリウムクロリド等の添加
は表面の平滑化に有効である。

一方、メッキ量及び粉末付着量は電流密度により左右さ
れ、電流密度が大である程メッキ量及び粉末付着量は大
となる。実用的には私／ｄわが好適である。〆ッキ浴温
度は通常の場合のメッキ温度（４０〜７ぴ○）でよく、
特に限定されるものではない。

フネ−ニッケル粉末の〆ッキ浴への懸濁方法としては、
機械的燈梓、ガス気泡櫨拝、液循環燈梓等の方法が適用
可能である。前記諸条件により複合メッキが達成される
が前記粉末を有する陰極表面は、紛末濃度の低いメッキ
格によるものはその高いものよりも付着強度が大である
；付着強度が低い場合には更に重ねて、フネーニッケル
粉末を懸濁せしめていない通常のメッキ俗にて好ましく
は１０ｒ（厚み）以下のニッケルメッキ層を作ることに
より付着強度を大にする事が可能である。本製造方法に
より製造される陰極は単極としての用途以外にその耐薬
品性、耐酸化性等の点で複極式用電極として用いうる特
徴がある。

実施例１及び２ 第１表に示した条件で作成した陰極金網上にアスベスト
を沈着させてァスベスト隔膜法陰極とし、チタン金網上
に酸化ルテニウムを被覆した陽極と対置し、温度５０℃
電流密度１７Ａｍｐ／ｄめにて飽和食塩水の電解を行っ
た結果、欧鋼金網陰極を使用した場合に比べ全槽電圧は
約０．１０Ｖ（実施例１）０．１１Ｖ（実施例２）下る
ことがわかった。

第 １ 表また前記軟鋼金網陰極はワイヤーブラシにて
研磨して用いた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チタンまたはチタン合金からなる基体金属の素地の
   少なくとも一部分に、ラネーニツケル粉末を含有した複
   合ニツケルメツキ浴を用いてメツキ処理することを特徴
   とするアルカリ金属ハロゲン化物水溶液の電解用陰極の
   製造方法。 ２ チタンまたはチタン合金からなる基体金属の素地の
   少なくとも一部分に、ラネーニツケル粉末を含有した複
   合ニツケルメツキ浴を用いてメツキ処理後更に、上記粉
   末を含有しないニツケルメツキ浴を用いてメツキ処理す
   ることを特徴とするアルカリ金属ハロゲン化物水溶液の
   電解用陰極の製造方法。