有機溶液。進(jìn)而,作為該無機溶液或有機溶液,優(yōu)選的是,在上述列舉的電極催化成分的起 始原料中進(jìn)一步加入將鈦、鉭、銀、錯、鉿等閥金屬的無機或有機化合物溶解于無機溶劑或 有機溶劑而成的溶液。
[0063] 另外,作為不溶性金屬陰極中的電極催化成分的起始原料,與上述列舉的起始原 料一起可以適宜使用鑭、鈰、釔等稀土元素的化合物及草酸的水合物等。
[0064] 作為用作電極催化成分的起始原料的具體例,可以舉出以下列舉的化合物。
[0065] 鉑:氯鉑酸或鉑硝酸化合物
[0066] 銥:氯化銥
[0067] 釕:氯化釕
[0068] 鈀:氯化鈀
[0069] 鈦:氯化鈦
[0070] 鉭:五氯化鉭
[0071] 鈰:氯化鈰
[0072] 舉出前述涂布液的一個例子時,可以使用將四氯化銥、五氯化鉭溶解在35%鹽酸 中而成的無機溶液。作為其他涂布液的例子,可以舉出將氯化釕、氯化銥、氯化鈦溶液溶解 在鹽酸和IPA(異丙醇)中而成的無機?有機混合溶液,將二亞硝基二氨鉑、硝酸鈰溶解在 硝酸中而成的無機溶液等。
[0073] 舉出本發(fā)明中的涂布工序的工序條件的一個例子時,如果為制造食鹽電解用陽極 的情況,則可以在下述條件下涂布:每1次的涂布量為〇. 36g~0. 66g、涂布次數(shù)為6~12、 整體的涂布量為2. 16g~5. 28g。
[0074] [2-3干燥工序]
[0075] 在前述的涂布工序中形成的涂布層之后被干燥?焙燒,形成電極催化層。對干燥 工序沒有特別限定,例如經(jīng)過與涂敷室(coating booth)相鄰的連續(xù)爐的干燥區(qū)被整平后, 在干燥時間5~10分鐘、設(shè)定溫度30°C~80°C的溫度下被干燥。需要說明的是,該干燥工 序在涂布液的涂布后作為焙燒的前階段進(jìn)行,與本發(fā)明中進(jìn)行的涂布涂布液之前對基材進(jìn) 行預(yù)加熱的預(yù)熱明確區(qū)別。
[0076] [2-4焙燒工序]
[0077] 前述干燥工序后的涂布層最終被焙燒,變成含有電極催化成分(催化層形成物 質(zhì))而成的電極催化層。對焙燒工序沒有特別限定,例如,使用與進(jìn)行干燥工序的干燥區(qū)相 鄰的連續(xù)爐的焙燒區(qū)進(jìn)行。對焙燒條件也沒有特別限定,因電極催化成分而異,在大氣氣氛 下、焙燒時間10~15分鐘、焙燒溫度約350~600°C下進(jìn)行焙燒。
[0078] 通過在如上所述的條件下進(jìn)行焙燒,從而前述涂布液中的起始原料被熱解,如果 為陽極的情況,則形成例如含有包含選自鉑、銥、釕、鈀、鋨及它們的氧化物中的至少一種金 屬和/或合金的電極催化成分而成的電極催化層、或者含有包含在這些鉑族金屬和/或其 氧化物中加入了鈦、鉭、鈮、鋯、鉿等閥金屬的氧化物的復(fù)合氧化物或固溶體的電極催化成 分而成的電極催化層。另外,如果為陰極的情況,則形成含有前述鉑族金屬和/或其氧化物 與鈰、鑭等稀土元素的氧化物的混合氧化物而成的電極催化層。
[0079] (3.后工序)
[0080] 本發(fā)明的電解用電極的制造方法中,如圖1所示,在如上所述的電極催化層形成 工序之后,根據(jù)需要進(jìn)行性能調(diào)整工序、中和處理工序、形狀加工等后處理,制造電解用電 極。這些后處理工序在本發(fā)明中與現(xiàn)有的方法同樣地進(jìn)行即可,與現(xiàn)有的方法沒有任何不 同。
[0081] 如上所述,根據(jù)本發(fā)明的制造方法,實施包括將多孔網(wǎng)、沖裁多孔板、金屬絲網(wǎng)或 與它們類似形狀的、具有多個孔的導(dǎo)電性基材加熱至室溫以上的預(yù)熱工序的電極催化層形 成工序,改變該工序中進(jìn)行的預(yù)熱中的導(dǎo)電性電極基材的加熱溫度、和/或改變預(yù)熱的次 數(shù),由此如上述那樣地能夠使具有多個孔的導(dǎo)電性基材的表面?zhèn)鹊碾姌O催化層的電極催化 成分的附著量多于背面?zhèn)鹊碾姌O催化層的電極催化成分的附著量,同時能夠改變表面?zhèn)扰c 背面?zhèn)鹊碾姌O催化成分的相對量比為期望的狀態(tài)。
[0082] 實施例
[0083] 接著,說明本發(fā)明的實施例,但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
[0084] <實施例1、比較例>
[0085] 1)不溶性金屬陽極的由多孔網(wǎng)形成的導(dǎo)電性電極基材的前處理條件
[0086] 使用由厚度為I. 0mm、比表面積為2. 35m2 (每Im2投影面積的實際表面積)、1邊的 大小為300mm的方形的多孔網(wǎng)形成的鈦制多孔網(wǎng)作為導(dǎo)電性電極基材,在580~600°C的實 際溫度范圍內(nèi)保持1小時以上并退火。然后,用氧化鋁研磨劑(尺寸:#60)對該導(dǎo)電性電 極基材的表面實施干式噴砂處理進(jìn)行粗糙化,接著,在20%鹽酸水溶液中(共沸點)浸漬約 12分鐘進(jìn)行蝕刻處理,同時進(jìn)行導(dǎo)電性電極基材的洗滌處理。
[0087] 對于該前處理完成的導(dǎo)電性電極基材,在面內(nèi)焊接安裝18個點的溫度測定用的 熱電偶,使得在預(yù)熱時能夠記錄?確認(rèn)各點的溫度。
[0088] 2)電極催化層的形成條件
[0089] [2-1導(dǎo)電性電極基材的預(yù)熱條件]
[0090] 將50kW級高頻率電源、以及有效加熱長度為500mm的加熱線圈設(shè)置在距離利用涂 裝用自動裝置的涂布位置550_、涂裝傳送帶的前面,以傳送帶移動速度為I. 8m/分鐘進(jìn)行 設(shè)定,使得在導(dǎo)電性電極基材加熱后約18秒后被涂布。
[0091] 對于作為加熱對象的導(dǎo)電性電極基材的加熱條件,調(diào)整?設(shè)定前述高頻率電源的 輸出,使其為以下5個水平:(1)不加熱(28°C、比較例),以及在(2)35°C設(shè)定條件、(3)50°C 設(shè)定條件、(4)70°C設(shè)定條件、(5)100°C設(shè)定條件進(jìn)行預(yù)熱的情況。
[0092] [2-2涂布工序的條件]
[0093] 接著,準(zhǔn)備氯化釕、氯化銥、氯化鈦溶液作為電極催化成分的起始原料,將使它們 在鹽酸和IPA的混合液中溶液化而成的無機?有機混合溶液作為涂布液。然后,在涂敷 室內(nèi),分別通過噴霧將該涂布液涂布在調(diào)整為前述的各溫度的導(dǎo)電性電極基材的表面。關(guān) 于涂布工序中的1次的涂布量,換算為電極催化層中的銥及釕的金屬量,以大致為0. 4~ 〇. 7g/m2的方式設(shè)定涂布的涂布液的量。
[0094] [2-3干燥工序的條件]
[0095] 接著,使用與涂敷室相鄰的連續(xù)爐的干燥區(qū),在干燥時間約10分鐘、設(shè)定溫度 60°C下,一邊使基材移動一邊干燥表面的涂布液。
[0096] [2-4焙燒工序的條件]
[0097] 干燥后,在空氣循環(huán)式的氣體燃燒加熱器式焙燒爐中(約470°C、約10分鐘)進(jìn)行 熱解被覆,形成具有包含氧化銥和氧化釕的電極催化成分的電極催化層。
[0098] 重復(fù)6次上述的涂布~焙燒操作,制作不溶性金屬陽極。此時,在導(dǎo)電性電極基材 涂布涂布液之前,每次,對于(1)除了不加熱(28°C、比較例)以外的基材,分別在(2)35°C 設(shè)定條件、(3) 50°C設(shè)定條件、(4) 70°C設(shè)定條件、(5) KKTC設(shè)定條件下預(yù)熱,之后在基材涂 布涂布液。
[0099] 3)電極催化層形成工序之后,作為后處理工序,進(jìn)行下述的性能調(diào)整處理,制造實 施例1及比較例的各不溶性金屬陽極。關(guān)于性能調(diào)整處理,在大氣中、約500°C實施約1小 時的熱處理,從而進(jìn)行單極電解電位SEP及電解時氯氣中氧濃度之類的性能調(diào)整。
[0100] 關(guān)于實施上述的實施例1及比較例而得到的各不溶性金屬陽極,將研宄的結(jié)果示 于圖2及圖3。即,圖2及圖3表示在導(dǎo)電性電極基材的表面?zhèn)韧坎纪坎家簳r的、各測定點 的即將進(jìn)行涂布工序之前的導(dǎo)電性電極基材溫度、和各點導(dǎo)電性電極基材的表面?zhèn)扰c背面 側(cè)的電極催化成分的附著量之比的關(guān)系。
[0101] 圖2表示關(guān)于電極催化層中的釕成分的、即將進(jìn)行涂布工序之前的導(dǎo)電性電極基 材溫度與釕的表面?zhèn)雀街?背面?zhèn)雀街勘鹊年P(guān)系,圖3表示關(guān)于電極催化層中的銥成 分的、即將進(jìn)行涂布工序之前的導(dǎo)電性電極基材溫度與銥的表面?zhèn)雀街?背面?zhèn)雀街?比的關(guān)系。
[0102] 需要說明的是,電極催化成分的附著量通過以下記載的方法進(jìn)行測定。
[0103] 測定裝置:Rigaku Corporation 制造的型號 ZSXmini
[0104] 裝置名稱:熒光X射線分析裝置
[0105] 電壓-電流:40kV-l. 20mA
[0106] 掩模直徑:Φ 30_
[0107] 由圖2表明,通過基于預(yù)熱工序的基材的預(yù)加熱,即將進(jìn)行涂布工序之前的導(dǎo)電 性電極基材溫度與釕的表面?zhèn)雀街?背面?zhèn)雀街勘鹊年P(guān)系顯示出良好的相關(guān)性,統(tǒng)計 處理的結(jié)果,作為其近似式,算出了下述式(1)的線性函數(shù)。
[0108] y = 0. 070χ-0. 909
[0109] (1)
[0110] R2= 0.901
[0111] 另外,由圖3表明,通過基于預(yù)熱工序的基材的預(yù)加熱,即將進(jìn)行涂布工序之前的 導(dǎo)電性電極基材溫度與銥的表面?zhèn)雀街?背面?zhèn)雀街勘鹊年P(guān)系顯示出良好的相關(guān)性, 統(tǒng)計處理的結(jié)果,作為其近似式,算出了下述式(2)的線性函數(shù)。
[0112] y = 0. 080X-1. 237
[0113] (2)
[0114]