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JPH0325518B2 - - Google Patents
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JPH0325518B2 - - Google Patents

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JPH0325518B2
JPH0325518B2 JP58122271A JP12227183A JPH0325518B2 JP H0325518 B2 JPH0325518 B2 JP H0325518B2 JP 58122271 A JP58122271 A JP 58122271A JP 12227183 A JP12227183 A JP 12227183A JP H0325518 B2 JPH0325518 B2 JP H0325518B2
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anolyte
metal
anode
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aqueous phase
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JP58122271A
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Sutanrei Horando Furanku
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  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の要旨] 本発明は、特に元素状態で金属(錫を除く、以
下同じ)を析出及び/又は回収するためのおよび
その他のレドツクス反応のための新規な電解方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary of the Invention] The present invention provides a novel electrolytic method for depositing and/or recovering metals (excluding tin, hereinafter the same) in particular in their elemental state and for other redox reactions. Regarding.

本発明によつて提供される電解方法は特に、樹
枝状結晶(デンドライト)の形状で金属を電着さ
せるために、また基板上に金属を電気メツキする
ために使用され得る。この電解方法は、化学レド
ツクス反応、例えば化学物質の酸化又は還元を電
気分解によつて行なうためにも使用され得る。
The electrolytic method provided by the present invention can be used in particular for electrodepositing metals in the form of dendrites and for electroplating metals onto substrates. This electrolytic method can also be used to carry out chemical redox reactions, such as the oxidation or reduction of chemicals by electrolysis.

本発明方法は特に少なくとも2相を含む電解質
システムを用いており、この2相のうち一方の相
は水性相であり、他方の相は水性相に不混和性の
(aqueous−immiscible)相であり、界面を電流
は電子的によりはむしろイオン的に流れる。
The method of the invention particularly uses an electrolyte system comprising at least two phases, one of which is an aqueous phase and the other phase is an aqueous-immiscible phase. , current flows ionically rather than electronically across the interface.

[従来の技術] 2相電解システムは既に公知である。例えば、
塩化ナトリウム溶液を電気分解して塩素とナトリ
ウムアマルガム、最終的には水酸化ナトリウムを
製造するために通常用いられている水銀電解槽
は、塩化ナトリウム水溶液の相と金属水銀の相の
2相を利用する。しかしながら、この場合水銀相
は電子的に、即ち導電性金属の場合と同様に電子
の移動によつて電気を伝導する。実際に水銀相は
液体陰極として働く。水酸化ナトリウム−塩素工
業において用いられている電解方法でも、イオン
交換膜により分離された2つの水性相が用いられ
ている。これは、塩化ナトリウム溶液を陽極液と
して、この陽極液中の陽極で塩素を発生させる方
法である。イオン交換膜の反対側の電解液は水酸
化ナトリウム水溶液であつて、この水溶液中に水
素を発生する陰極がある。これらは両方とも水性
相であつて、仮にイオン交換膜がなければこれら
の水性相は相互に混和してしまうであろう。
[Prior Art] Two-phase electrolysis systems are already known. for example,
Mercury electrolyzers, which are commonly used to electrolyze sodium chloride solutions to produce chlorine and sodium amalgam, and ultimately sodium hydroxide, utilize two phases: an aqueous sodium chloride solution phase and a metallic mercury phase. do. However, in this case the mercury phase conducts electricity electronically, ie by the movement of electrons as in the case of conductive metals. In fact, the mercury phase acts as a liquid cathode. The electrolytic process used in the sodium hydroxide-chlorine industry also uses two aqueous phases separated by an ion exchange membrane. This is a method in which a sodium chloride solution is used as an anolyte and chlorine is generated at the anode in this anolyte. The electrolyte on the opposite side of the ion exchange membrane is an aqueous sodium hydroxide solution, and there is a cathode that generates hydrogen in this aqueous solution. These are both aqueous phases, and if there were no ion exchange membrane, these aqueous phases would be miscible with each other.

このようなシステムは、その中で行なわれ得る
電気化学工程の種類で厳格に制限される。
Such systems are severely limited in the types of electrochemical processes that can be performed within them.

水不溶性物質の酸化又は還元を取り扱う際に、
典型的には有機電気化学において、より一般的且
つ周知の問題が起る。例えば有機液体は概して誘
電性であるために、電解技術は一般に不満足なも
のである。この問題をある程度克服するために、
通常、水性相に水不溶性の物質を一緒に溶解させ
るための水不混和性共溶剤、例えばエタノール又
はアセトンを用いる方法がある。別の方法は、芳
香族スルホン酸等の不溶性物質を非溶解し且つ電
解質としても作用し得る可溶化化合物を使用する
方法である。これらの方法は何れも電解用に単一
の水混和性相を形成することを意図しており、こ
れらの方法の用途も限られる。例えば、1973年ニ
ユーヨークのデツカー(Dekker)社から出版さ
れたM.M.Baizer編のOrganic Electrochemistry
を参照されたい。
When dealing with the oxidation or reduction of water-insoluble substances,
A more general and well-known problem typically arises in organic electrochemistry. For example, organic liquids are generally dielectric, so electrolytic techniques are generally unsatisfactory. To overcome this problem to some extent,
Common methods include using water-immiscible co-solvents, such as ethanol or acetone, to co-dissolve water-insoluble substances in the aqueous phase. Another method is to use solubilizing compounds, such as aromatic sulfonic acids, which do not dissolve insoluble substances and can also act as electrolytes. Both of these methods are intended to form a single water-miscible phase for electrolysis, which also limits their applications. For example, Organic Electrochemistry edited by MMBaizer, published by Dekker, New York in 1973.
Please refer to

[発明の構成] 一方の相は水性であり、他方の相は非水性であ
つて、両相とも電解的に電気を伝導する2つの不
混和性相を用いて電解を行ない得る新規な方法が
見出された。これら両相間を、電流は単なる電子
の移動ではなくむしろイオンの移動によつて流れ
る。
[Structure of the Invention] A novel method is provided in which electrolysis can be carried out using two immiscible phases, one phase being aqueous and the other phase being non-aqueous, both phases electrolytically conducting electricity. discovered. Current flows between these two phases not simply by the movement of electrons, but rather by the movement of ions.

本発明は、新規な電解方法を提供する。この方
法は、少なくとも1個の電極が配置された水性相
と少なくとも1個の電極が配置された水性相に不
混和性の相との2相電解質システムを用いる電解
方法であつて、2相は液−液界面で直接相互に接
触している。
The present invention provides a novel electrolysis method. This method is an electrolysis method using a two-phase electrolyte system of an aqueous phase in which at least one electrode is disposed and a phase immiscible with the aqueous phase in which at least one electrode is disposed, the two phases being They are in direct mutual contact at the liquid-liquid interface.

前記した水性相に不混和性の相(以下、非水性
相と略称する)は式: RZQ+MXn - [式中、Rは有機ヒドロカルビル基であつて、該
ヒドロカルビル基はオニウム(′onium)イオン
を形成し、、QはN、P、AsまたはSb(このとき
zは4である)であるか、QはSまたはSe(この
ときzは3である)であり、Mは錫以外の金属で
あり、XはI、ClまたはBrであり、mは金属の
原子価に1を加えた数である] で表される錯体を含む。RZQ+の1例がテトラブ
チルアンモニウムである。
The phase immiscible with the aforementioned aqueous phase (hereinafter abbreviated as non-aqueous phase) has the formula: R Z Q + MX n - [wherein R is an organic hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group is an onium (' onium) ions, Q is N, P, As, or Sb (where z is 4), or Q is S or Se (where z is 3), and M is tin. , X is I, Cl, or Br, and m is the valence of the metal plus 1]. One example of R Z Q + is tetrabutylammonium.

前記水性相は水溶性の有機もしくは無機化合物
を含む。水溶性有機化合物としては、長鎖有機カ
ルボン酸の水溶性塩が例示され得る。
The aqueous phase contains water-soluble organic or inorganic compounds. Examples of water-soluble organic compounds include water-soluble salts of long-chain organic carboxylic acids.

水性相は高い電導率、即ち例えば5〜10ohm−
cmsという低い抵抗率を示す。反対に、非水性相
は、通常例えば1000ohm−cms程度の非常に高い
抵抗率を示す。非水性相を単独で用いる電解は極
めて高い電圧を必要とするのが普通であるが、本
発明方法を用いるとずつと低いセル電圧を用いる
ことができる。本発明の利点の一つは、その他の
方法では不充分にしか電気を伝導しないシステム
を実用的に経済的に許容し得るセル電圧で作動さ
せることができることである。
The aqueous phase has a high electrical conductivity, i.e. 5-10 ohm-
It exhibits a low resistivity of cms. In contrast, the non-aqueous phase typically exhibits a very high resistivity, for example on the order of 1000 ohm-cms. Whereas electrolysis using a non-aqueous phase alone typically requires extremely high voltages, the method of the present invention allows the use of significantly lower cell voltages. One of the advantages of the present invention is that it allows systems that otherwise poorly conduct electricity to be operated at practically economically acceptable cell voltages.

非水性相は一般に他の(有機)水不混和性物質
に対する極めて優れた溶媒であるので、本発明は
水不混和性物質を用いる電解レドツクス反応に対
しても極めて容易に用いられ得る。例えば、(本
発明方法においては非水性相として用いられ得
る)テトラアルキルアンモニウムハロ亜亜鉛酸塩
は各種の非極性有機物質に対する非常に優れた溶
媒であり、エチレン等のオレフイン類に対してさ
えも非常に優れた溶媒である。
Since the non-aqueous phase is generally a very good solvent for other (organic) water-immiscible substances, the present invention can also be very easily used for electrolytic redox reactions using water-immiscible substances. For example, tetraalkylammonium halozincinates (which can be used as the non-aqueous phase in the process of the invention) are very good solvents for various non-polar organic substances, even for olefins such as ethylene. It is an excellent solvent.

添付図面は、本発明を実施する際に用いられ得
る基本的な電解セルの配置と現在の好ましい実用
的な本発明具体例とを示す。
The accompanying drawings illustrate the basic electrolytic cell arrangement and presently preferred practical embodiment of the invention that may be used in practicing the invention.

先づ第2図をみる。(長方形、円筒形又はその
他任意の所望の形状)適当なセル容器20は、ポ
リプロピレン等の耐食性を有し且つ電解的に安定
な適切な材料から形成される。セル20の底部近
傍に陰極21を吊し、この陰極21を絶縁された
電流供給線22に連結し、供給線を図示されるよ
うに直流電力源の陰極ターミナルに接続する。使
用時に、陰極21を単独で非水性相24内に完全
に浸漬させる。水性陽極液25を図示されるよう
に非水性陰極液24の上に設けると、陽極液と陰
極液との間に液−液界面26が形成される。陽極
23を水性陽極液中に吊す。この陽極23を給電
線27によつて陽極の直流電力源に接続する。電
流が液−液界面26を横切つて2個の電極間を流
れることが理解されよう。本発明を実施すると、
そのような電流はイオン的に流れる。
First, let's look at Figure 2. A suitable cell container 20 (rectangular, cylindrical, or any other desired shape) is formed from a suitable corrosion-resistant and electrolytically stable material, such as polypropylene. A cathode 21 is suspended near the bottom of the cell 20 and connected to an insulated current supply line 22, which is connected to the cathode terminal of a DC power source as shown. In use, the cathode 21 is completely immersed alone in the non-aqueous phase 24. When an aqueous anolyte 25 is provided over the non-aqueous catholyte 24 as shown, a liquid-liquid interface 26 is formed between the anolyte and catholyte. Anode 23 is suspended in an aqueous anolyte. This anode 23 is connected by a power supply line 27 to a DC power source for the anode. It will be appreciated that current flows across the liquid-liquid interface 26 between the two electrodes. When carrying out the present invention,
Such current flows ionically.

水性相中に用いらられる電極は所望の電解方法
に応じて陰極又は陽極のいずれでもよく、逆に非
水性相中の電極は陽極又は陰極のいずれでもよ
い。
The electrodes used in the aqueous phase may be either cathodes or anodes, depending on the desired electrolysis method; conversely, the electrodes in the non-aqueous phase may be either anodes or cathodes.

水性相と非水性相(陽極液及び陰極液)が異な
る比重を有する場合には、第2図に示されるよう
に一方の相が他方の相上に浮かび、これらの相間
に液−液界面が形成される。また、2つの相をイ
オン交換膜又は多孔性セパレーター、例えばセラ
ミツク又は布によつて分離して、並行して配置
してもよいが、何れにせよ22つの相は液−液界面
で直接相互に接触している。
When the aqueous and nonaqueous phases (anolyte and catholyte) have different specific gravities, one phase floats on top of the other and a liquid-liquid interface exists between these phases, as shown in Figure 2. It is formed. The two phases may also be separated by an ion-exchange membrane or a porous separator, such as ceramic or cloth, and placed in parallel, but in any case the two phases directly interact with each other at the liquid-liquid interface. are in contact.

後述する具体例においては、水性相が陽極液、
非水性相が陰極液であつて、陽極液が比較的重い
陰極液上に浮んでいる。この場合、一方の電極は
水性陽極液中に浸漬された腐食性金属からなる陽
極であり、他方の電極は非水性陰極液中に浸漬さ
れた非腐食性材料からなる陰極である。陽極と陰
極の両方が非腐食性材料からなつていてもよい。
In the specific examples described below, the aqueous phase is an anolyte,
The non-aqueous phase is the catholyte and the anolyte floats on top of the relatively heavy catholyte. In this case, one electrode is an anode consisting of a corrosive metal immersed in an aqueous anolyte and the other electrode is a cathode consisting of a non-corrosive material immersed in a non-aqueous catholyte. Both the anode and the cathode may be made of non-corrosive materials.

本明細書において、“腐食性金属”とは前記し
た如く陽極として電解質中に浸漬させたとき腐食
を受けて電解質中に徐々に溶解する金属を指す。
使用され得る腐食性金属としては、一般に約+
1.5ボルト〜約−1.66ボルトの(標準水素電極に
対して)標準電極電位を有する金属が挙げられ、
銀、金、白金、パラジウム、銅、鉛、ニツケル、
コバルト、インジウム、カドミウム、鉄、ガリウ
ム、クロム、亜鉛、マンガン、チタン及びアルミ
ニウムのような金属が含まれる。“非腐食性材料”
とは腐食を受けない材料を指し、グラフアイト又
はステンレス鋼が例示される。
As used herein, the term "corrosive metal" refers to a metal that undergoes corrosion and gradually dissolves in the electrolyte when immersed in the electrolyte as an anode, as described above.
Corrosive metals that may be used generally include approximately +
Metals having a standard electrode potential (relative to a standard hydrogen electrode) of 1.5 volts to about -1.66 volts,
silver, gold, platinum, palladium, copper, lead, nickel,
Includes metals such as cobalt, indium, cadmium, iron, gallium, chromium, zinc, manganese, titanium and aluminum. “Non-corrosive material”
refers to a material that is not subject to corrosion, such as graphite or stainless steel.

水性相が陰極液、非水性相が陽極液であつても
よい。この場合、陰極液中に浸漬された電極は非
腐食性材料からなる陰極であり、陽極液中に浸漬
された腐食性金属からなる陽極である。陽極と陰
極の両方が非腐食性材料からなつていてもよい。
この配置において腐食性金属からなる陽極が例え
ば亜鉛である場合には、陽極は電解中に腐食し、
陰極上に亜鉛の樹枝状結晶が析出する。従つて、
本発明方法によれば、亜鉛の大きなブロツクから
樹枝状結晶の亜鉛を形成することができる。その
ような樹枝状結晶の亜鉛は、亜鉛と有機ハロゲン
化物とを直接反応させることによつて有機亜鉛ハ
ロゲン化物を製造するための貴重な出発材料とな
る。
The aqueous phase may be a catholyte and the non-aqueous phase may be an anolyte. In this case, the electrode immersed in the catholyte is a cathode made of a non-corrosive material, and the anode made of a corrosive metal immersed in the anolyte. Both the anode and the cathode may be made of non-corrosive materials.
If, in this arrangement, the anode is made of a corrosive metal, for example zinc, the anode will corrode during electrolysis;
Zinc dendrites are deposited on the cathode. Therefore,
According to the method of the invention, dendrite zinc can be formed from large blocks of zinc. Such dendrite zinc is a valuable starting material for the production of organozinc halides by direct reaction of zinc with organohalides.

陽極が亜鉛の場合には、陰極液は非水性の亜鉛
塩電解液であるのが適当であろう。そのような塩
としては、一般式RZQ+ZnX3 -で示される錯体が
例示される。このハロゲン化亜亜鉛酸塩錯体は、
一般式RZQ+X-で示される化合物の存在下で亜鉛
と有機ハロゲン化物(RX)とを直接反応させて
有機亜鉛ハロゲン化物を製造する際に副生成物と
して生成する。また、腐食性陽極として別の金属
を用いる場合には、RZQ+X-種によつてその金属
の錯体が形成されるであろう。
If the anode is zinc, the catholyte may suitably be a non-aqueous zinc salt electrolyte. An example of such a salt is a complex represented by the general formula R Z Q + ZnX 3 - . This halogenated zincite complex is
It is produced as a by-product when zinc and an organic halide (RX) are directly reacted to produce an organic zinc halide in the presence of a compound represented by the general formula R Z Q + X - . Also, if another metal is used as the corrosive anode, a complex of that metal will be formed by the R Z Q + X - species.

陽極として亜鉛を用いる代りに例えばアルミニ
ウム陽極を用いるときには、陽極液として三塩化
アルミニウムと塩化ナトリウムとを含む水溶液を
使用し、陰極液は一般式RZQ+AlX4 -からなるの
が適当である。
When, for example, an aluminum anode is used instead of zinc as the anode, it is appropriate to use an aqueous solution containing aluminum trichloride and sodium chloride as the anolyte, and the catholyte to be of the general formula R Z Q + AlX 4 - . .

別の系において鉛陽極と、例えばC10アルカン
酸(alkanoic acid)からなるカルボン酸鉛と塩
化ナトリウムとを含む水溶液からなる陽極液を使
用する場合、陰極液は一般式RZQ+PbX3 -からな
るのが適当である。この系において陽極として例
えばスクラツプ鉛を使用すると、鉛を陰極上に析
出される樹枝状結晶の形状で回収しうる。陽極と
して鉛以外の不純金属を用いることもでき、この
方法によつて鉛以外の金属を精製された形態で得
ることができる(特に不純金属の電極電位が、回
収しようとする金属の電極電位から著しく違つて
いる場合にも適用される)。
If another system uses a lead anode and an anolyte consisting of an aqueous solution containing lead carboxylate and sodium chloride, for example consisting of a C 10 alkanoic acid, the catholyte has the general formula R Z Q + PbX 3 - It is appropriate to consist of If, for example, scrap lead is used as the anode in this system, the lead can be recovered in the form of dendrites deposited on the cathode. Impure metals other than lead can also be used as anodes, and metals other than lead can be obtained in purified form by this method (especially if the electrode potential of the impure metal is different from the electrode potential of the metal to be recovered). (This applies even if there is a significant difference).

鉛を用いたときと同様に、他の腐食性金属も適
切に選択されたRZQ+X-種と共に使用され得る。
もちろん、RZQ+種およびX-種は金属錯体の不混
和性と溶解性とに関する基本的な必要条件を考慮
して選択されなければならない。
As with lead, other corrosive metals may also be used with appropriately selected R Z Q + X species.
Of course, the R Z Q + and X - species must be selected taking into account the basic requirements regarding immiscibility and solubility of the metal complex.

本発明は基本的に、その特徴の一つとして実際
には溶液であり且つ相当な濃度のイオン種を含有
している非水性相、一般的には有機液体相(なお
この液体相は実質的に水に溶解していない)を用
いているが、そのような相が比較的非導電性であ
ることに留意されたい。
The present invention is fundamentally characterized by a non-aqueous phase, generally an organic liquid phase (note that this liquid phase is substantially Note that such phases are relatively non-conductive.

対照的に、水性相は高度に導電性のシステムで
あるのが望ましく、これは当業界で既に公知であ
るように、例えば適切な無機塩を導入することに
よつて容易に得られる。前記塩に代えて、又は前
記塩に加えて、そのような電解質としてアルカリ
水性相又は酸水性相を用い得る。実施予定の特殊
な電解方法に応じて、前述の原理に従つて陽極液
システムと陰極液システムが選択めされる。
In contrast, it is desirable for the aqueous phase to be a highly conductive system, which is easily obtained, for example, by introducing suitable inorganic salts, as is already known in the art. Instead of or in addition to the salts, alkaline or acidic aqueous phases may be used as such electrolytes. Depending on the particular electrolysis method to be carried out, the anolyte and catholyte systems are selected according to the principles described above.

本発明方法は2相電解質システムを用いるに限
らず、3相電解質システムを用いる電解方法をも
包含する。第3の電解質はイオン透過性膜を介し
て水性陽極液と接している第2の陽極液として機
能する。この第2の陽極液はアルカリ金属ハロゲ
ン化物の水溶液であり得る。この中に、第1図に
示されるように第2の陽極を浸漬させる。
The method of the present invention is not limited to using a two-phase electrolyte system, but also includes an electrolysis method using a three-phase electrolyte system. The third electrolyte functions as a second anolyte in contact with the aqueous anolyte through an ion-permeable membrane. This second anolyte may be an aqueous alkali metal halide solution. A second anode is immersed in this as shown in FIG.

第1図に示したシステムにおいて、電解セル1
0は陰極11を備えており、前記陰極は、適切に
絶縁された給電線12を介して電力源に接続され
ており、この陰極は図示されるように非水性の陰
極液13内に完全に浸漬されている。陰極液¥1
3の上に水性陽極液14が存在する。2相間の界
面が14aとして示されている。陽極液14中に
は、イオン交換膜から形成される少なくとも1個
の壁膜部を有する区画室(Chamber of
compartment)15が伸長している。前記膜は
イオンを通すが、別の陽極液16と陽極液14の
混合を阻止する作用を有する。この室15中に非
腐食性材料からなる陽極17が適当に伸長してお
り、この陽極もDC電力供給源に接続されている。
陽極液14(この具体例においては、以後“中
間”陽極液と呼称する)中に腐食性材料からなる
陽極18が伸長しており、この陽極は給電線19
によつて電力供給源に接続されている。
In the system shown in Figure 1, electrolytic cell 1
0 comprises a cathode 11 connected to a power source via a suitably insulated power supply line 12, which cathode is completely submerged in a non-aqueous catholyte 13 as shown. Immersed. Catholyte ¥1
Above 3 is an aqueous anolyte 14. The interface between the two phases is shown as 14a. In the anolyte 14 there is a chamber having at least one wall formed of an ion exchange membrane.
compartment) 15 is expanded. The membrane allows ions to pass through, but acts to prevent mixing of the anolyte 14 with another anolyte 16 . Suitably extending into this chamber 15 is an anode 17 of non-corrosive material, which anode is also connected to a DC power supply.
Extending into the anolyte 14 (hereinafter referred to as the "intermediate" anolyte in this embodiment) is an anode 18 of corrosive material, which anode is connected to the power supply line 19.
connected to the power supply by the

前記システムにおいては、室15には陽極液1
6として水酸化ナトリウム水溶液が含まれ、中間
陽極液14は金属塩、例えば塩化ナトリウム等の
金属塩化物の水溶液であるのが好都合である。陰
極液13は、RZQ+X-の金属錯体であるのがよ
く、水性陽極液14とは混和しない。陽極液14
中に使用される塩としてコバルト、ニツケル、チ
タン、マンガン、バナジウム等の各種金属を使用
し得るが、これに限定されるのではない。
In said system, chamber 15 contains anolyte 1
Conveniently, 6 includes an aqueous sodium hydroxide solution, and the intermediate anolyte 14 is an aqueous solution of a metal salt, for example a metal chloride, such as sodium chloride. The catholyte 13 is preferably a metal complex R Z Q + X - and is immiscible with the aqueous anolyte 14 . Anolyte 14
Various metals such as cobalt, nickel, titanium, manganese, and vanadium can be used as the salts, but are not limited thereto.

第1図の電解セルを用いる方法により、別の化
学工程からの廃棄物として生じた元素金属の溶解
塩から元素金属を回収しうる。このようにして回
収された金属を、有機金属化合物を含めて各種の
金属化合物の製造に用いることができる。前記溶
解塩は非水性相又は水性相又はこの両相のいずれ
かに存在させてもよく、金属は陰極において元素
状態に還元される。
The method using the electrolytic cell of FIG. 1 allows recovery of elemental metals from dissolved salts of elemental metals produced as waste from other chemical processes. The metal thus recovered can be used to produce various metal compounds including organometallic compounds. The dissolved salt may be present in either the non-aqueous phase or the aqueous phase or both, and the metal is reduced to its elemental state at the cathode.

特に、本発明の電解方法によれば、極めて反応
性の金属物質を樹枝状結晶で有利に生成するため
に、形成された樹枝状結晶金属と所望のカルボン
酸とから直接貴重なカルボン酸金属塩(例えばペ
イントドライヤーとして用いられる)を形成する
手段が提供される。樹枝状結晶金属とカルボン酸
を(電解セルの外で)空気又は酸素と共に加熱す
ると、樹枝状結晶金属が優れた反応速度で溶解
し、カルボン酸との直接反応により高い収率でカ
ルボン酸金属塩が得られる。
In particular, according to the electrolytic method of the invention, valuable carboxylic acid metal salts can be obtained directly from the formed dendrite metal and the desired carboxylic acid in order to advantageously produce highly reactive metal substances in dendrites. (for use as a paint dryer, for example). Heating the dendrite metal and carboxylic acid with air or oxygen (outside the electrolytic cell) dissolves the dendrite metal with excellent reaction rates and converts the carboxylic acid metal salt in high yield through direct reaction with the carboxylic acid. is obtained.

第1図に示される3個の電極の具体例におい
て、陽極液16としてアルカリを用いる場合に
は、総電解反応式の平衡を維持する必要があるた
め、陽極17において酸素を発生する。
In the specific example of three electrodes shown in FIG. 1, when an alkali is used as the anolyte 16, oxygen is generated at the anode 17 because it is necessary to maintain the balance of the total electrolytic reaction equation.

本発明の2相電解システムは有機物質のみを含
む電解にも用いられ得る。この場合、例えば第1
図又は第2図の具体例では夫々、白金等の非腐蝕
性材料からなる陽極18又は23が使用される。
この陽極は陽極液14又は25としての硫酸水溶
液中に吊されている。この陽極液は、例えばアク
リロニトリル、アジポニトリル及びカルボン酸ナ
トリウム又はテトラアルキルアンモニウムスル薬
ホン酸塩又はテトラアルキルアンモニウム硫酸塩
等の導電性物質を含む非水性相と界面接触してい
る。電解を行なうと陽極において酸素を発生し、
陰極においてはアクリロニトリルの水素化二量化
がおこりアジポニトリルが生成する。
The two-phase electrolysis system of the present invention can also be used for electrolysis involving only organic substances. In this case, for example, the first
In the embodiment of FIG. 1 or FIG. 2, respectively, an anode 18 or 23 of a non-corrosive material such as platinum is used.
This anode is suspended in an aqueous sulfuric acid solution as an anolyte 14 or 25. The anolyte is in interfacial contact with a non-aqueous phase comprising a conductive material such as, for example, acrylonitrile, adiponitrile and sodium carboxylate or tetraalkylammonium sulfonate or tetraalkylammonium sulfate. When electrolysis is performed, oxygen is generated at the anode,
At the cathode, hydrogenated dimerization of acrylonitrile occurs to produce adiponitrile.

本発明方法によつて他の有機種も同様に電気分
解によつて還元され得る。例えばベンズアルデヒ
ドからベンジルアルコールに、ベンジルからベン
ジリデンに、サリチルアルデヒド
(salicaldehyde)から対応するアルコールに、ニ
トロフエノールからヒドロキシアニリンに、又は
アリルブロマ屋イドからプロピルブロマイドが得
られる。アクリロニニトリルを用いる場合と同様
に、電解還元に適する有機物質が非水性陰極液に
溶解するときはいつも、その他の還元2量化又は
還元重合、有機物を用いる反応が電解によつても
行われ得る。
Other organic species can likewise be electrolytically reduced by the method of the invention. For example, benzaldehyde gives benzyl alcohol, benzyl gives benzylidene, salicaldehyde gives the corresponding alcohol, nitrophenol gives hydroxyaniline, or allyl bromide gives propyl bromide. As with acrylonitrile, other reductive dimerizations or reductive polymerizations, reactions with organic substances, can also be carried out electrolytically, whenever an organic substance suitable for electroreduction is dissolved in a non-aqueous catholyte. .

本発明の電解法は、陰極基板上に合金を電気メ
ツキするのにも使用され得る。例えば、2種又は
3種以上の金属が陽極として…別々の金属陽極
(即ち、陽極23の如く2個の陽極)又は単一の
合金陽極として用いられ得る。このとき、陽極液
としてはこれらの金属の塩化物を含む水溶液、陰
極液としてはこれらの金属の水不溶性塩化物、例
えばBu4N+MCln -(但しBuはブチルである)の形
態の塩化物が使用される。異なつた2個の腐食性
材料からなる陽極を用いた場合には、各陽極に別
個に供給される電流量によつて析出される金属の
相対量が変化する。
The electrolytic method of the present invention can also be used to electroplate alloys onto cathode substrates. For example, two or more metals can be used as anodes...separate metal anodes (ie, two anodes, such as anode 23) or a single alloy anode. At this time, the anolyte is an aqueous solution containing chlorides of these metals, and the catholyte is a water-insoluble chloride of these metals, such as chloride in the form of Bu 4 N + MCl n - (Bu is butyl). things are used. When anodes made of two different corrosive materials are used, the relative amount of metal deposited varies depending on the amount of current supplied to each anode separately.

本発明の電解方法は、金属化合物からの元素状
金属の生産、不純金属の精製、水不混和性物質の
電解レドツクス反応及び電気メツキに適用され
る。
The electrolytic method of the invention has applications in the production of elemental metals from metal compounds, the purification of impure metals, electrolytic redox reactions of water-immiscible substances and electroplating.

本発明を更に説明するために、本発明の目下の
ところ好ましい実施具体例を以下の実施例に示
す。
To further illustrate the invention, presently preferred embodiments of the invention are presented in the following Examples.

具体例 本具体例で用いられた装置は、第2図に概略的
に示したセルであつた。
Specific Example The apparatus used in this specific example was the cell shown schematically in FIG.

このセルは、加熱・冷却のために水浴(図示せ
ず)にセツトした11ガラスビーカー20からな
る。セルは絶縁供給源22に接続したステンレス
鋼デイスク陰極21を備えている。臭化亜鉛
(169g)と臭化ナトリウム(103g)の水溶液
(247g)を、激しく撹拌しながら臭化テトラブチ
ルアンモニウム(214g)の水溶液(165g)と混
合した。この混合物をセルに注入すると、2相に
分離した。陰極を浸漬した下相はテトラブチルア
ンモニウムブロモ亜亜鉛酸塩((Bu4N+ZnBr3 -
であり、上相は臭化ナトリウムの20重量%水溶液
であつた。
The cell consists of 11 glass beakers 20 set in a water bath (not shown) for heating and cooling. The cell includes a stainless steel disc cathode 21 connected to an insulating source 22. An aqueous solution (247 g) of zinc bromide (169 g) and sodium bromide (103 g) was mixed with an aqueous solution (165 g) of tetrabutylammonium bromide (214 g) with vigorous stirring. When this mixture was injected into the cell, it separated into two phases. The lower phase in which the cathode was immersed was tetrabutylammonium bromozincite ((Bu 4 N + ZnBr 3 - )
The upper phase was a 20% by weight aqueous solution of sodium bromide.

亜鉛陽極23(重量884g)を水性の臭化ナト
リウム液に浸漬した。亜鉛陽極23を可変式電力
供給源の正のターミナルに接続し、陽極供給源2
2を負のターミナルに接続させた。セルを70℃に
加熱し、2〜10アンペアの電流を、全体で25アン
ペア/時が流れるまでセルに流した。この結果、
陽極23から24.7gの亜鉛が損失し、陰極21上
に25gの樹枝状亜鉛が析出した。
A zinc anode 23 (weight 884 g) was immersed in an aqueous sodium bromide solution. Connect the zinc anode 23 to the positive terminal of the variable power supply and connect the anode supply 2
2 was connected to the negative terminal. The cell was heated to 70°C and a current of 2-10 amperes was passed through the cell until a total of 25 amperes/hour was flowing through the cell. As a result,
24.7 g of zinc was lost from the anode 23 and 25 g of dendritic zinc was deposited on the cathode 21.

第3図に示したセル20は、絶縁された給電線
22に接続された(非腐食性材料からなる)陰極
21を備えている。セルの下方には非水性相24
を収容し、相24により陰極21が完全に包囲さ
れている。陰極液24の上に水性相25を設け
る。両相の液−液界面を27で示す。水性相25
に室30が伸長しており、室の浸漬壁は少なくと
も部分的にイオン交換膜32から形成されてい
る。室30には、陽極液34例えばアルカリ金属
水酸化物の水溶液が含まれており、陽極液34に
(非腐食性材料からなる)陽極33が伸長してい
る。
The cell 20 shown in FIG. 3 includes a cathode 21 (made of a non-corrosive material) connected to an insulated power supply line 22. The cell 20 shown in FIG. Below the cell is a non-aqueous phase 24.
The cathode 21 is completely surrounded by the phase 24. An aqueous phase 25 is provided above the catholyte 24 . The liquid-liquid interface of both phases is indicated by 27. aqueous phase 25
A chamber 30 extends therein, the submerged wall of the chamber being formed at least in part from an ion exchange membrane 32. Chamber 30 contains an anolyte 34, such as an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, into which extends an anode 33 (of a non-corrosive material).

例えば、この電解の発明に適する実用的なセル
の一つを第4図に示す。このセルは約30cm×30cm
の断面と約45cmの全体の高さを有するポリプロピ
レン製本体41を有する。セルはポリプロピピレ
ン製の底部バルブ42を備えており、底部の倒立
ピラミツド形部が支持プラツトホーム中の穴を通
つて伸長するようにセルは基部(図示せず)に取
り付けられている。セルは外部電気加熱テープ4
3によつて加熱され、また絶縁、被覆44され
る。セルはその比較的上方に別の2個のテープ4
5及び46を備えている。
For example, one practical cell suitable for this electrolytic invention is shown in FIG. This cell is approximately 30cm x 30cm
The main body 41 is made of polypropylene and has a cross section of approximately 45 cm and an overall height of about 45 cm. The cell includes a polypropylene bottom valve 42 and is mounted to a base (not shown) such that the inverted pyramid shape of the bottom extends through a hole in the support platform. Cell is external electric heating tape 4
3, and is insulated and coated 44. The cell has two other tapes 4 relatively above it.
5 and 46.

セルは内部に2個の陰極板47を有しており、
これらの陰極板は陰極給電線56に接続されてい
る。陰極の上方には2個の亜鉛陽極48(1個の
み図示)があり、これらの陽極は軟鋼の給電線5
8に取り付けられている。これらの給電線は陽極
支持フレーム49上の絶縁されたブツシユに支持
されており、このフレームはプラツトホームにね
じで取り付けられている。
The cell has two cathode plates 47 inside,
These cathode plates are connected to a cathode feed line 56. Above the cathode are two zinc anodes 48 (only one shown), which are connected to the mild steel feed line 5.
It is attached to 8. These feeders are supported in insulated bushings on an anode support frame 49, which is screwed to the platform.

亜鉛陽極と並んでニツケルで作られた第3の陽
極50が存在する。このニツケル陽極は軟鋼給電
線57に支持されており、陽極支持フレームから
固定されている。ニツケル陽極50は外部固定部
材51、内部固定部材52及び2枚のイオン交換
膜53から作られた区画室の内側にあつて、セル
の他の部分から隔離されている。部材51及び5
2はU字形断面を有しており、また開放頂部を備
えた5個の側面を有する画室が形成されるように
膜53を挟んでいるボルトによつて相互に固定さ
れている。
Alongside the zinc anode there is a third anode 50 made of nickel. The nickel anode is supported by a mild steel feed line 57 and is fixed from the anode support frame. The nickel anode 50 is located inside a compartment formed by an external fixing member 51, an internal fixing member 52, and two ion exchange membranes 53, and is isolated from the rest of the cell. Members 51 and 5
2 have a U-shaped cross-section and are secured to each other by bolts sandwiching the membrane 53 so that a five-sided compartment with an open top is formed.

セルはブレード54aを備えた2個のポリプロ
ピレン製スクレーパー54を有しており、このス
クレーパーは陰極上に形成された金属をかき取り
かつ除去するべく陰極47の表面上を押し進め
て、この金属をセルの底部(即ち、陰極の下に)
落下させることができる。セルはシヤフト55上
に撹拌機を備えており、このシヤフトはモータ
(図示せず)に接続されている。撹拌機は前記金
属粒子を含む底部相を撹拌するために用いられ
る。
The cell has two polypropylene scrapers 54 with blades 54a that are forced over the surface of the cathode 47 to scrape and remove metal that has formed on the cathode, removing this metal from the cell. at the bottom (i.e. below the cathode)
It can be dropped. The cell is equipped with an agitator on a shaft 55, which is connected to a motor (not shown). A stirrer is used to stir the bottom phase containing the metal particles.

作動中、亜鉛陽極給電線56を1個の整流器
(図示せず)に接続し、またニツケル陽極給電線
57と左側の陽極給電線56を別の整流器に接続
する。亜鉛陽極はそれらの給電線58上で上下に
調節され得る。
In operation, the zinc anode feed line 56 is connected to one rectifier (not shown), and the nickel anode feed line 57 and left anode feed line 56 are connected to another rectifier. The zinc anodes can be adjusted up or down on their feed lines 58.

より大量生産のためには、第4図に示したセル
の外に第5図、第6図及び第7図に示したセル構
造体が現在では好好ましい。
For higher volume production, in addition to the cell shown in FIG. 4, the cell structures shown in FIGS. 5, 6 and 7 are currently preferred.

第5図には2000アンペアセルの断面図が示され
ており、このセルは通常の整流器、制御部等(図
示せず)が備えられうる。一般に、このセルの構
造は第4図の構造に類似している。しかしなが
ら、この例においてはポリプロピレン製本体60
が軟鋼製ケーシング61によつて支持されてお
り、このケーシングは支持プラツトホーム上に保
持されたロードセル62(1個のみ図示)上に配
置されている。第4図の装置と同様に、スチール
製の支持構造体63は2個の亜鉛陽極又はその他
の腐食性材料性金属からなる陽極64(1個のみ
図示)及び駆動モータ65保持している。この撹
拌機駆動部は66でシヤフト67に連結された可
変DCモータでよく、このモータが下部の撹拌機
ブレード68及びスクレーパーブレード69を駆
動する。スクレーパーブレードの上部も相の撹拌
機として役立つ。スクレーパーブレード69は液
−液界面にある被電解物質を元に戻すべくハロゲ
ン化金属錯体を上方に賂流す運動を生じさせ、一
方では陰極表面から析出金属を除去するという二
重の目的を満足させる。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of a 2000 amp cell, which may be equipped with conventional rectifiers, controls, etc. (not shown). In general, the structure of this cell is similar to that of FIG. However, in this example, the polypropylene body 60
is supported by a mild steel casing 61, which is placed on load cells 62 (only one shown) held on a support platform. Similar to the apparatus of FIG. 4, a steel support structure 63 carries two zinc anodes or other corrosive metal anodes 64 (only one shown) and a drive motor 65. The agitator drive may be a variable DC motor connected to the shaft 67 at 66, which drives the lower agitator blade 68 and scraper blade 69. The upper part of the scraper blade also serves as a phase agitator. The scraper blade 69 creates an upward movement of the metal halide complex to restore the electrolyte at the liquid-liquid interface, while satisfying the dual purpose of removing precipitated metal from the cathode surface. .

セルから金属樹枝状結晶及び/又は電解質を除
去するために、セルの円錐状底部の円錐体の底部
に押し込み形(push−up−type)バルブ70を
設ける。押し込み形バルブは、万一撹拌されなか
つた樹枝状結晶の金属が沈降してクラストを形成
する場合には、下相の排出を可能にすべくクラス
トを切り開くことができるので有用である。
A push-up-type valve 70 is provided at the bottom of the cone in the conical bottom of the cell to remove metal dendrites and/or electrolyte from the cell. Push-in valves are useful because, in the unlikely event that unstirred dendrite metal settles and forms a crust, the crust can be cut open to allow drainage of the lower phase.

始動時には例えば100〜200Kgの重量の各金属陽
極64は、絶縁されたブツシユ構造体72上に支
持されたねじ付きスチールロツド71上に保持さ
れている。この構造体とロツドドはそれぞれ給電
線ケーブル79に接続されている。この手段によ
つて陽極の垂直方向の位置を上下に調節すること
ができる。
During start-up, each metal anode 64, weighing for example 100-200 kg, is held on a threaded steel rod 71 supported on an insulated bushing structure 72. This structure and the rod are each connected to a feeder cable 79. By this means the vertical position of the anode can be adjusted up or down.

非腐食性材料からなる陽極画室が73として示
されており、この画室は開放頂部と、適切な支持
体と封止部を有するイオン交換膜によつて密閉さ
れた底部とを備備えるポリプロピレン製ボツクス
である。この陽極室は適切なスチール製部品74
によつて軟鋼製ケーシング61から支持され、ま
た陽極室には給電ケーブル75に接続された非腐
食性材料からなる陽極(図示せず)が差み込まれ
ている。
The anode compartment, made of non-corrosive material, is shown as 73 and is a polypropylene box with an open top and a bottom sealed by an ion exchange membrane with a suitable support and seal. It is. This anode chamber is made of suitable steel parts 74.
An anode (not shown) made of a non-corrosive material and connected to a power supply cable 75 is inserted into the anode chamber.

陰極板74は、ここでは2個のステンレス鋼製
の半円形体であつて、この半円形体はセル内の適
切なポリプロピレン製ラグ上に支持され且つ陰極
ケーブル78に接続されている(第8図参照)。
適当な板状ヒーター80を陰極板の下に吊しても
よい。冷却コイル76もセル内に配置される。陰
極板のレベルは所与のデバイスを最も効率的に作
動させることによつて変化し得るけれども、水性
陽極液と非水性の陰極液界面は陰極液板のレベル
の上方約1cmの所にあり得る。例えば2000アンペ
ア及び10ボルトのフル稼動中には、冷却コイル7
6は約20KWを除去する能力がなければならな
い。
The cathode plates 74 are here two stainless steel semicircles supported on appropriate polypropylene lugs within the cell and connected to cathode cables 78 (No. 8). (see figure).
A suitable plate heater 80 may be suspended below the cathode plate. A cooling coil 76 is also located within the cell. The aqueous anolyte and non-aqueous catholyte interface can be approximately 1 cm above the level of the catholyte plate, although the level of the catholyte plate may vary depending on the most efficient operation of a given device. . For example, during full operation at 2000 amps and 10 volts, cooling coil 7
6 must be capable of removing about 20KW.

樹枝状結晶の金属粒子がスクレーパーブレード
によつて除去される際に、これらの金属粒子がセ
ルの下部円錐状部に落下するのを可能にするため
の陰極板間の空間又は間〓77を示すために、第
7図は部分的に破断されている。この間〓は約2
cm幅であり得、また更に約0.5cmのクリアランス
を有する問題が陰極板の円周とポリプロピレン製
セル本体との間に設けられている。
77 shows a space or spacing between the cathode plates to allow the metal particles of the dendrites to fall into the lower cone of the cell as they are removed by the scraper blade; For this reason, FIG. 7 has been partially cut away. During this time, approximately 2
A problem is provided between the circumference of the cathode plate and the polypropylene cell body, which can be cm wide and also has a clearance of about 0.5 cm.

前述の具体例は本発明による実施方法に関する
説明に過ぎないことが理解されよう。即ち、後記
実施例から明らかなように、腐食性金属陽極とし
て亜鉛を用いると、樹枝状亜鉛が陰極上に析出す
るが、前述のその他の金属のいずれもが亜鉛の代
りに使用され得る。同様に、その他のRZQ+種が
用いられ得、またその他のハロゲン(例えば、塩
素又は沃素)が臭素の代りに用いられ得る。不溶
性金属塩の生成からの複雑さを避けるために、勿
論X-によつて一般的に表わされる鉱酸陰イオン
を選択してもよい。更に、RZQ+種は、ジグリム、
ポリオキシアルキレングリコール、グリコールエ
エーテル又はクラウンエーテル等の多酸素化合物
又は有機化合物を用いてアルカリ金属錯体又はア
ルカリ土類金属錯体から形成され得る。
It will be understood that the foregoing specific examples are merely illustrative of the implementation of the invention. That is, as will be clear from the examples below, when zinc is used as the corrosive metal anode, dendritic zinc will be deposited on the cathode, but any of the other metals mentioned above can be used in place of zinc. Similarly, other R Z Q + species can be used, and other halogens (eg, chlorine or iodine) can be used in place of bromine. To avoid complications from the formation of insoluble metal salts, mineral acid anions, generally represented by X - , may of course be chosen. Furthermore, the R Z Q + species is diglyme,
It can be formed from alkali metal complexes or alkaline earth metal complexes using polyoxygen compounds or organic compounds such as polyoxyalkylene glycols, glycol ethers or crown ethers.

実施例 セル内容物が70℃のときに始めた電解の前後に
陽極および陰極の重量を測定した。各金属陽極に
対して関連金属10g/20g(30g)を溶解するた
めに必要とされる電流を計算し、その量の電気を
通した。冷却コイルを陽極液および陰極液に装入
して温度をコントロールした。温度は温度計で測
定した。内容物はガラス棒で時々撹拌した。
EXAMPLE The anode and cathode were weighed before and after electrolysis, which started when the cell contents were at 70°C. The current required to dissolve 10g/20g (30g) of the relevant metal for each metal anode was calculated and that amount of electricity was passed. Cooling coils were placed in the anolyte and catholyte to control temperature. Temperature was measured with a thermometer. The contents were stirred occasionally with a glass rod.

電解終了後、冷却ロツド、温度計、撹拌器およ
び両電極を取りはずし、熱アセトン/エタノール
又はジメチルホルムアミドで洗浄して残留Quast
および析出金属を除去した。水性相および有機相
を分離し、過して樹枝状結晶金属を回収した。
有機相では、残留する金属錯体を過を促進させ
るべく後記溶媒に溶解し、溶媒を真空下で留去し
て金属錯体を回収した。
After electrolysis, remove the cooling rod, thermometer, stirrer, and both electrodes and wash with hot acetone/ethanol or dimethylformamide to remove residual Quast.
and precipitated metals were removed. The aqueous and organic phases were separated and filtered to recover the dendrite metal.
In the organic phase, the remaining metal complex was dissolved in a solvent described below to promote oxidation, and the solvent was distilled off under vacuum to recover the metal complex.

樹枝状金属を溶媒で洗浄し、次いでアセトンで
洗浄し、オーブンまたは空気中で乾燥した。全残
渣を秤量し金属含量を分析した。
The dendritic metal was washed with solvent, then acetone, and dried in an oven or in air. The entire residue was weighed and analyzed for metal content.

ランA BU4NZnBr3+亜鉛陽極 電解前 電解後 陽極重量 883.7g 859.0g 陰極重量 233.1g 233.1g 陽極液組成 NaBr重量 102.9g − 亜鉛重量 − 14.11g 陰極液組成 亜鉛重量 49.04g 33.19g 樹枝状結晶金属 亜鉛重量 25.00g 亜鉛の評価(accountability) =99.8% 流れた総クーロン =90,300 亜鉛の理論腐食重量 =30.59g 陽極からの実際の損失重量 =24.7g 回収された樹枝状金属重量 =25.0g ランB Bu4NCuBr2+銅陽極 電解前 電解後 陽極重量 223.4g 189.0g 陰極重量 233.0g 234.1g 陽極液組成 NaBr重量 69.8g − 銅重量 − 1.36g 陰極液組成 銅重量 47.66g 44.12g 樹枝状金属 銅重量 − 35.3g 銅の評価 =99.6% 流れた総クーロン =49,200 銅の理論腐食性材料重量 32.40g 陽極からの実際の損失重量 =34.40g 回収された樹枝状金属重量 =44.90g ランC Bu4NPbBr3+鉛陽極 電解前 電解後 陽極重量 1490.8g 1464.5g 陰極重量 233.0g 232.7g 陽極液組成 NaBr重量 90.74g − 鉛重量 − 5.10g 陰極液組成 鉛重量 152.08g 126.90g 樹枝状金属 鉛重量 − 26.40g 鉛の評価 98.8% 流れた総クーロン =22,995 鉛の理論腐食性材料重量 =24.69g 陽極からの実際の損失重量 =26.3g 回収された樹枝状金属重量 =26.4g 本発明に従つて行われる所与のいずれかの具体
(実施)例においては、最適な結果を期待して用
いられるべき正確な条件は工程中の全装置に関与
する各種パラメータによつて指示されるであろ
う。従つて、セル自体の形状と、電解液界面の表
面積を含む各種電極の形状は、性能と好ましい作
動条件を部分的に決定するであろう。その結果と
して、最適な結果を期待して適用される電流密度
はシステムごとに実質的に変化するであろうか
ら、正確な指針を前もつて断言することはできな
い。しかしながら、前述の原理は本発明に従つて
いるのでひとたびこの原理が示されると、これら
の条件それぞれを容易に決定することができ、ま
た当業者は、前述の開示内容の範囲内で行ないた
いと望むどんな電解反応に対しても既に略述した
方法を容易に適合させ得る。
Run A BU 4 NZnBr 3 + Zinc anode Before electrolysis After electrolysis Anode weight 883.7g 859.0g Cathode weight 233.1g 233.1g Anolyte composition NaBr weight 102.9g - Zinc weight - 14.11g Cathode solution composition Zinc weight 49.04g 33.19g Dendritic crystals Weight of zinc metal 25.00g Accountability of zinc = 99.8% Total coulombs flowed = 90,300 Theoretical corrosion weight of zinc = 30.59g Actual weight lost from anode = 24.7g Weight of dendritic metal recovered = 25.0g Run B Bu 4 NCuBr 2 + copper anode Before electrolysis After electrolysis Anode weight 223.4g 189.0g Cathode weight 233.0g 234.1g Anolyte composition NaBr weight 69.8g - Copper weight - 1.36g Cathode solution composition Copper weight 47.66g 44.12g Dendritic metal Copper weight - 35.3g Copper rating = 99.6% Total coulombs flowed = 49,200 Copper theoretical corrosive material weight 32.40g Actual weight lost from anode = 34.40g Recovered dendritic metal weight = 44.90g Run C Bu 4 NPbBr 3 + Lead anode Before electrolysis After electrolysis Anode weight 1490.8g 1464.5g Cathode weight 233.0g 232.7g Anolyte composition NaBr weight 90.74g − Lead weight − 5.10g Cathode liquid composition Lead weight 152.08g 126.90g Dendritic metal lead weight − 26.40 g Lead rating 98.8% Total coulombs flowed = 22,995 Theoretical corrosive material weight of lead = 24.69 g Actual weight lost from anode = 26.3 g Dendritic metal weight recovered = 26.4 g According to the present invention In any given implementation, the precise conditions to be used in the hope of optimal results will be dictated by the various parameters involved in all equipment in the process. . Therefore, the shape of the cell itself and the shape of the various electrodes, including the surface area of the electrolyte interface, will partially determine the performance and preferred operating conditions. As a result, exact guidelines cannot be asserted in advance, as the current density applied in the hope of optimal results will vary substantially from system to system. However, once the foregoing principles are demonstrated in accordance with the present invention, each of these conditions can be readily determined, and one skilled in the art will be able to do so within the scope of the foregoing disclosure. The method already outlined can be easily adapted for any desired electrolytic reaction.

例えば、理解されるように、それぞれの電解液
が液体状であり且つ不利な分解温度未満であれ
ば、システムの温度自体は達成操業性に対して臨
界的ではない。勿論、所与の任意のシステムにお
いて最良の結果を期待して温度、適用電流、濃度
及び反応速度の相互の関係が最適化され、またそ
の他の点では広範に変更されうる。
For example, it will be appreciated that the temperature of the system itself is not critical to the operational performance achieved, provided that the respective electrolyte is in liquid form and below the disadvantageous decomposition temperature. Of course, the interrelationships of temperature, applied current, concentration, and reaction rate may be optimized and otherwise varied widely in hopes of obtaining the best results in any given system.

故に、本発明は単に特許請求の範囲の理念と範
囲によつてのみ制限される。
Therefore, the invention is limited only by the spirit and scope of the claims.

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

第1図は3電極と3種の電解質を用いる電解セ
ルの概略図、第2図は2電極と2種の電解質を用
いる電解システムの給概略図、第3図は3電極と
3種の電解質を用いるセルの具体例を示す概略図
及び第4図〜第7図は3電極と3種の電解質を用
いるセルの具体例を示す図である。 11,21,47,74……陰極、13,24
……陰極液、14,16,25,34……陽極
液、14a……液−液界面、17,18,23,
33,48,50,64……陽極。
Figure 1 is a schematic diagram of an electrolytic cell using 3 electrodes and 3 types of electrolytes, Figure 2 is a schematic diagram of the supply of an electrolytic system using 2 electrodes and 2 types of electrolytes, and Figure 3 is a schematic diagram of an electrolysis cell with 3 electrodes and 3 types of electrolytes. A schematic diagram showing a specific example of a cell using the above, and FIGS. 4 to 7 are diagrams showing a specific example of a cell using three electrodes and three types of electrolytes. 11, 21, 47, 74... cathode, 13, 24
...Catholyte, 14,16,25,34...Anolyte, 14a...Liquid-liquid interface, 17,18,23,
33, 48, 50, 64... Anode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも1個の電極が配置された水性相と
少なくとも1個の電極が配置された水性相に不混
和性の相との2相電解システムを用いる電解方法
であつて、2相は液−液界面で直接相互に接触し
ており、水性相に不混和性の相が式: RZQ+MXn - [式中、Rは有機ヒドロカルビル基であり、Qは
N、P、AsまたはSb(このときzは4である)で
あるか、QはSまたはSe(このときzは3であ
る)であり、Mは錫以外の金属であり、XはI、
ClまたはBrであり、mは金属の原子価に1を加
えた数である] で表される錯体を含む電解方法。 2 水性相が高い電導率を有しており、水性相に
不混和性の相が低い電導率を有している特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 3 水性相が水溶性の有機もしくは無機化合物を
含む特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
方法。 4 水溶性有機化合物が長鎖有機カルボン酸の水
溶性塩である特許請求の範囲第3項に記載の方
法。 5 水性相が陽極液であり、水性相に不混和性の
相が陰極液である特許請求の範囲第1項〜第4項
のいずれかに記載の方法。 6 陽極液に浸漬される電極が腐食性金属から成
る陽極であり、陰極液に浸漬される電極が非腐食
性材料から成る陰極である特許請求の範囲第5項
に記載の方法。 7 水性相が陰極液であり、水性相に不混和性の
相が陽極液である特許請求の範囲第1項〜第4項
のいずれかに記載の方法。 8 陰極液に浸漬される電極が非腐食性材料から
成る陰極であり、陽極液に浸漬される電極が腐食
性金属から成る陽極である特許請求の範囲第7項
に記載の方法。 9 陽極及び陰極がともに非腐食性材料から成る
特許請求の範囲第5項または第7項に記載の方
法。 10 腐食性金属が約+1.5ボルト〜−1.66ボル
トの標準電極電位を有する特許請求の範囲第6項
または第8項に記載の方法。 11 腐食性金属が銀、金、白金、パラジウム、
銅、鉛、ニツケル、コバルト、インジウム、カド
ミウム、鉄、ガリウム、クロム、亜鉛、マンガ
ン、チタン及びアルミニウムから成るグループか
ら選択される特許請求の範囲第10項に記載の方
法。 12 非腐食性材料がグラフアイトまたはステン
レス鋼である特許請求の範囲第6項、第8項また
は第9項に記載の方法。 13 更に電解質を含む特許請求の範囲第1項〜
第12項のいずれかに記載の方法。 14 電解質がイオン透過性膜を介して水性陽極
液と接している第2の陽極液である特許請求の範
囲第13項に記載の方法。 15 第2の陽極液がアルカリ金属ハロゲン化物
の水溶液である特許請求の範囲第14項に記載の
方法。 16 第2の陽極が第2の陽極液に浸漬されてい
る特許請求の範囲第13項〜第15項のいずれか
に記載の方法。
[Scope of Claims] 1. An electrolysis method using a two-phase electrolysis system comprising an aqueous phase in which at least one electrode is disposed and a phase immiscible with the aqueous phase in which at least one electrode is disposed, comprising: The two phases are in direct contact with each other at the liquid-liquid interface, and the phase immiscible with the aqueous phase has the formula: R Z Q + MX n - where R is an organic hydrocarbyl group, Q is N, P, As or Sb (where z is 4), or Q is S or Se (where z is 3), M is a metal other than tin, and X is I,
Cl or Br, and m is a number obtained by adding 1 to the valence of the metal.] An electrolytic method including a complex represented by: 2. The method of claim 1, wherein the aqueous phase has a high electrical conductivity and the phase immiscible with the aqueous phase has a low electrical conductivity. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the aqueous phase comprises a water-soluble organic or inorganic compound. 4. The method according to claim 3, wherein the water-soluble organic compound is a water-soluble salt of a long-chain organic carboxylic acid. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the aqueous phase is an anolyte and the phase immiscible with the aqueous phase is a catholyte. 6. The method of claim 5, wherein the electrode immersed in the anolyte is an anode made of a corrosive metal, and the electrode immersed in the catholyte is a cathode made of a non-corrosive material. 7. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the aqueous phase is a catholyte and the phase immiscible with the aqueous phase is an anolyte. 8. The method of claim 7, wherein the electrode immersed in the catholyte is a cathode made of a non-corrosive material and the electrode immersed in the anolyte is an anode made of a corrosive metal. 9. The method of claim 5 or 7, wherein both the anode and the cathode are made of non-corrosive materials. 10. The method of claim 6 or 8, wherein the corrosive metal has a standard electrode potential of about +1.5 volts to -1.66 volts. 11 Corrosive metals include silver, gold, platinum, palladium,
11. The method of claim 10, wherein the metal is selected from the group consisting of copper, lead, nickel, cobalt, indium, cadmium, iron, gallium, chromium, zinc, manganese, titanium and aluminum. 12. The method of claim 6, 8 or 9, wherein the non-corrosive material is graphite or stainless steel. 13 Claims 1 to 1 further include an electrolyte.
The method according to any of paragraph 12. 14. The method of claim 13, wherein the electrolyte is a second anolyte in contact with the aqueous anolyte through an ion-permeable membrane. 15. The method according to claim 14, wherein the second anolyte is an aqueous solution of an alkali metal halide. 16. The method according to any one of claims 13 to 15, wherein the second anode is immersed in the second anolyte.
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