JP2017535675A - 電極、その製造方法、およびその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、6〜13:24〜31:16〜20:2〜6:10〜15:4〜10:17〜25:4〜6:3〜8:11〜21:17〜25:3〜7:17〜28:4〜11:6〜13:2〜9:7〜13:22〜48であり;
より好ましくは、6〜11:24〜29:16〜19:2〜5:10〜13:4〜8:17〜22:4〜5:3〜7:11〜19:17〜23:3〜6:17〜26:4〜10:6〜11:2〜8:7〜12:22〜46であり;
さらに好ましくは、7〜11:25〜29:17〜19:3〜5:11〜13:5〜8:19〜22:4〜5:4〜7:12〜19:18〜23:4〜6:19〜26:5〜10:7〜11:3〜8:8〜12:24〜46であり;
より一層好ましくは、7〜9:25〜27:17〜18:3〜4:11〜12:5〜7:19〜21:4:4〜6:12〜17:18〜21:4〜5:19〜23:5〜8:7〜9:3〜6:8〜10:24〜41であり;
もっとも好ましくは、8:26:17:3:11:6:20:4:5:15:19:4:21:7:8:5:9:29である。
好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜9:2〜8であり;
より好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜9:3〜8であり;
さらに好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜8:3〜7であり;
より一層好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜7であり;
さらにより一層好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜6であり;
もっとも好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は8:5である。
好ましくは、チタン合金中のAl含有量は4.1〜4.6%、好ましくは4.1〜4.4%であり;
好ましくは、チタン合金中のSn含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のCr含有量は1.3〜2.0%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.6〜2.0%であり;
好ましくは、チタン合金中のMo含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.3〜2.0%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のZr含有量は1.3〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のFe含有量は0.13〜0.14%、好ましくは0.13%または0.14%であり;
好ましくは、チタン合金中のC含有量は0.09〜0.10%、好ましくは0.09〜0.12%であり;
好ましくは、チタン合金中のO含有量は0.13〜0.21%、好ましくは0.16〜0.21%、より好ましくは0.16〜0.2%であり;
好ましくは、チタン合金中のN含有量は0.005〜0.02%、好ましくは0.006〜0.07%、より好ましくは0.009〜0.04%であり;
好ましくは、チタン合金中のH含有量は0.07〜0.21%、好ましくは0.08〜0.21%であり;
好ましくは、チタン合金中のSi含有量は0.04〜0.6%、好ましくは0.04〜0.7%である。
(1)チタン基材またはチタン合金基材の外表面に複合材料溶液を均一に塗布するステップであって、このとき複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、遷移金属元素の粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、ナノスケール溶液の質量パーセントは25〜45%、好ましくは、30〜40%であり、このとき複合材料溶液中の白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、5〜15:23〜34:14〜21:1〜7:9〜17:3〜12:15〜27:3〜6:2〜9:10〜23:15〜27:2〜8:15〜30:3〜12:4〜14:1〜10:6〜15:20〜50であるステップと;
(2)ステップ(1)において複合材料溶液で被覆した電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、100〜120℃、好ましくは、110〜120℃の温度で乾燥させるステップと;
(3)ステップ(2)で乾燥させた電極を、400〜680℃、好ましくは、450〜600℃の温度で8〜10時間焼結するステップ。
好ましくは、6〜13:24〜31:16〜20:2〜6:10〜15:6〜9:3〜8:4〜10:17〜25:4〜6:3〜8:11〜21:17〜25:3〜7:17〜28:4〜11:6〜13:2〜9:7〜13:22〜48であり;
より好ましくは、6〜11:24〜29:16〜19:2〜5:10〜13:6〜8:3〜7:4〜8:17〜22:4〜5:3〜7:11〜19:17〜23:3〜6:17〜26:4〜10:6〜11:2〜8:7〜12:22〜46であり;
さらに好ましくは、7〜11:25〜29:17〜19:3〜5:11〜13:7〜8:4〜7:5〜8:19〜22:4〜5:4〜7:12〜19:18〜23:4〜6:19〜26:5〜10:7〜11:3〜8:8〜12:24〜46であり;
より一層好ましくは、7〜9:25〜27:17〜18:3〜4:11〜12:7〜8:4〜6:5〜7:19〜21:4:4〜6:12〜17:18〜21:4〜5:19〜23:5〜8:7〜9:3〜6:8〜10:24〜41であり;
もっとも好ましくは、8:26:17:3:11:8:5:6:20:4:5:15:19:4:21:7:8:5:9:29である。
最初にチタン基材またはチタン合金基材の外表面にスズ‐アンチモン溶液を均一に塗布してから、チタン基材またはチタン合金基材の外表面に複合材料溶液を塗布するステップであって、このときスズ‐アンチモン溶液は、スズとアンチモンをエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、スズとアンチモンの粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、ナノスケール溶液の質量パーセントは5〜9%、好ましくは、7%であり、このとき溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜10:2〜10であり;
好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜9:2〜8であり;
より好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜9:3〜8であり;
さらに好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜8:3〜7であり;
より一層好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜7であり;
さらにより一層好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜6であり;
もっとも好ましくは、溶液中のスズとアンチモンのモル比は8:5であるステップと;
次いで、スズ‐アンチモン溶液で被覆した上述の電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、100〜120℃、好ましくは、110〜120℃の温度で乾燥させるステップと;
最後に、上述の乾燥させた電極を、400〜680℃、好ましくは、450〜600℃の温度で8〜10時間焼結するステップ。
好ましくは、チタン合金中のAl含有量は4.1〜4.6%、好ましくは4.1〜4.4%であり;
好ましくは、チタン合金中のSn含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のCr含有量は1.3〜2.0%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.6〜2.0%であり;
好ましくは、チタン合金中のMo含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.3〜2.0%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のZr含有量は1.3〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、チタン合金中のFe含有量は0.13〜0.14%、好ましくは0.13%または0.14%であり;
好ましくは、チタン合金中のC含有量は0.09〜0.10%、好ましくは0.09〜0.12%であり;
好ましくは、チタン合金中のO含有量は0.13〜0.21%、好ましくは0.16〜0.21%、より好ましくは0.16〜0.2%であり;
好ましくは、チタン合金中のN含有量は0.005〜0.02%、好ましくは0.006〜0.07%、より好ましくは0.009〜0.04%であり;
好ましくは、チタン合金中のH含有量は0.07〜0.21%、好ましくは0.08〜0.21%であり;
好ましくは、チタン合金中のSi含有量は0.04〜0.6%、好ましくは0.04〜0.7%である。
‐水槽の一方の側壁に水流路があり、発生器箱は、水槽の側壁にある水流路の外側に固定されており;
‐発生器箱は多孔保護板で2つのチャンバに分けられており、水触媒発生器は発生器箱の底部付近でチャンバ内に配置され、散気管が水槽の側壁付近でチャンバの底部に配置され、散気管の壁には散気孔の列があり、散気管の接合部分は発生器箱の外部に通じており;
‐湾曲形状であり、多孔保護板の上方にある発生器箱のもう1つのチャンバの壁は、水槽の側壁の水流路に接続されており;
このとき、水触媒発生器のアノード電極は前述の電極である。
1.本発明の複合材料被覆にはタンタル元素が添加されている。タンタル元素の添加により、被覆の微細構造はハニカム状となり、被覆の亀裂がすぐにはわからなかった。タンタルとチタンの組み合わせは、機械的効果と化学的効果の両方を生み出す。機械的効果によって、基材の有効幾何学的面積を増大させ、被覆と基材との結合力を向上させることができ、化学的効果によって、基材の表面にTa‐Ti混合化合物が形成され、被覆の抗パッシベーション効果がさらに増大する。加えて、タンタルの添加により、被覆内の活性点が増大し、被覆の触媒効果が高まることになる。
2.本発明の複合材料被覆にはコバルト元素が添加されている。コバルト元素の添加により、被覆の粒子を微細化できる。コバルト元素のモル含有率が30%未満のとき、コバルト元素の添加によって、被覆の電極触媒活性を大幅に改善できる。コバルト元素のモル含有率が30%超のとき、被覆の強化寿命を40%延長できる。
3.本発明では、スズ‐アンチモン被覆を追加することができる。スズとアンチモンの追加によって、電解質がチタン基材またはチタン合金基材の表面に浸透しにくくなり、これにより被覆の耐食性が向上し、耐用寿命が延長する。焼結処理によって、被覆中のチタンとスズが二酸化チタンと二酸化スズを形成する。二酸化チタンと二酸化スズはいずれも正方晶のルチル型構造であり、同様の格子定数を有し、良好な固溶体を形成できるため、被覆とチタン基材との結合力が向上し、被覆がはがれにくくなる。
4.複合酸化物は粒径が小さく、セリウムとチタンとの相互作用のために比表面積が大きいことから、触媒活性が改善する。同時に、ガドリニウム、イットリウム、およびセリウムは、被覆微細構造の正孔濃度を上昇させることができ、これにより電極の導電率が改善する。
基材としてチタン合金が用いられた電極は、基材の外表面を複合材料被覆の層で被覆した。複合材料被覆は、複合材料溶液を塗布し、次いで乾燥、焼結することによって形成し、このとき複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、遷移金属元素の粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、遷移金属元素は、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンであり、複合材料溶液中の遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、12:27:16:5:12:10:15:4:5:18:21:4:19:9:12:4:8:45であった。
(1)チタン合金の外表面に複合材料溶液を約10回均一に塗布するステップであって、このとき複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、遷移金属元素の粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、ナノスケール溶液の質量パーセントは30%であり、このとき複合材料溶液中の遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、12:27:16:5:12:10:15:4:5:18:21:4:19:9:12:4:8:45であるステップと;
(2)毎回ブラッシング後、ステップ(1)において複合材料溶液で被覆した電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、115℃の温度で乾燥させるステップと;
(3)最後に乾燥させた後、ステップ(2)で乾燥させた電極を、550℃の温度で8時間焼結させるステップで、本発明の電極を得た。
基材としてチタン合金が用いられた電極は、基材の外表面を複合材料被覆の層で被覆した。複合材料被覆は、複合材料溶液を塗布し、次いで乾燥、焼結することによって形成し、このとき複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、遷移金属元素の粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、遷移金属元素は、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンであり、複合材料溶液中の遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、12:27:16:5:12:10:15:4:5:18:21:4:19:9:12:4:8:45であった。
(1)チタン合金の外表面にスズ‐アンチモン溶液を約10回均一に塗布するステップであって、このときスズ‐アンチモン溶液は、スズとアンチモンをエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、スズとアンチモンの粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、ナノスケール溶液の質量パーセントは10%であり、このとき溶液中のスズとアンチモンのモル比は6:7であるステップと;
毎回ブラッシング後、スズ‐アンチモン溶液で被覆した電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、115℃の温度で乾燥させるステップと;
最後に乾燥させた後、上記で乾燥させた電極を、500℃の温度で8時間焼結させるステップと;
(2)スズ‐アンチモン溶液で被覆したチタン合金の外表面に複合材料溶液を約10回均一に塗布するステップであって、このとき複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、遷移金属元素の粒子はナノスケール溶液の溶質とみなされ、ナノスケール溶液の質量パーセントは30%であり、このとき遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、12:27:16:5:12:10:15:4:5:18:21:4:19:9:12:4:8:45であるステップと;
(3)毎回ブラッシング後、ステップ(1)において複合材料溶液で被覆した電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、115℃の温度で乾燥させるステップと;
(4)最後に乾燥させた後、ステップ(2)で乾燥させた電極を、500℃の温度で8時間焼結させるステップで、本発明の電極を得た。
図1、2、3に示すように、本発明の食品浄化装置は縦渦浄化槽とも呼ばれ、本装置の主要構成要素は水槽1と発生器箱8と水触媒発生器7とを含み(本発明の実施例2に従って製造した電極を使用した)、このとき水槽1の一方の側壁3は水流路2を有し、発生器箱8は水槽1の側壁3にある水流路2の外側に固定されていた。発生器箱8は水槽1の外側に溶接可能である。または、発生器箱8はボルトを用いて水槽1の外側に連結固定でき、連結にボルトを用いた場合、水槽1の側壁3と発生器箱8との間にシールリング4を用いて、漏れを防ぐ必要がある。発生器箱8は多孔保護板5で2つのチャンバに分けられており、水触媒発生器7は発生器箱8の底部付近でチャンバ内に配置され、散気管9が水槽1の側壁3付近でチャンバの底部に配置され、散気管9の壁には散気孔10の列があり、散気管9の散気管接合部分11は発生器箱8の外部に通じており、空気ポンプは輸送管を介して散気管接合部分11に連結されていた。湾曲形状であり、多孔保護板5の上方にある発生器箱8のもう1つのチャンバの壁は、水槽1の側壁3にある水流路2の出入口に接続されていた。
2.水流路
3.側壁
4.シールリング
5.多孔保護板
6.孔
7.水触媒発生器
8.発生器箱
9.散気管
10.散気孔
11.散気管接合部分
Claims (19)
- チタン基材またはチタン合金基材を含む電極であって、前記基材の外表面は複合材料被覆の層で被覆されており、前記複合材料被覆は、複合材料溶液を塗布し、次いで乾燥、焼結することによって形成され、このとき前記複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、前記遷移金属元素の粒子は前記ナノスケール溶液の溶質とみなされ、前記遷移金属元素は、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンであり、前記複合材料溶液中の前記遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、5〜15:23〜34:14〜21:1〜7:9〜17:3〜12:15〜27:3〜6:2〜9:10〜23:15〜27:2〜8:15〜30:3〜12:4〜14:1〜10:6〜15:20〜50である電極。
- 前記複合材料溶液中の前記遷移金属元素、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、5〜13:23〜31:14〜20:1〜6:9〜15:3〜10:15〜25:3〜6:2〜8:10〜21:15〜25:2〜7:15〜28:3〜11:4〜13:1〜9:6〜13:20〜48であり;
好ましくは、6〜13:24〜31:16〜20:2〜6:10〜15:4〜10:17〜25:4〜6:3〜8:11〜21:17〜25:3〜7:17〜28:4〜11:6〜13:2〜9:7〜13:22〜48であり;
より好ましくは、6〜11:24〜29:16〜19:2〜5:10〜13:4〜8:17〜22:4〜5:3〜7:11〜19:17〜23:3〜6:17〜26:4〜10:6〜11:2〜8:7〜12:22〜46であり;
さらに好ましくは、7〜11:25〜29:17〜19:3〜5:11〜13:5〜8:19〜22:4〜5:4〜7:12〜19:18〜23:4〜6:19〜26:5〜10:7〜11:3〜8:8〜12:24〜46であり;
より一層好ましくは、7〜9:25〜27:17〜18:3〜4:11〜12:5〜7:19〜21:4:4〜6:12〜17:18〜21:4〜5:19〜23:5〜8:7〜9:3〜6:8〜10:24〜41であり;
もっとも好ましくは、8:26:17:3:11:6:20:4:5:15:19:4:21:7:8:5:9:29である
ことを特徴とする、請求項1に記載の電極。 - 前記複合材料溶液の質量パーセントは25〜45%、好ましくは、30〜40%であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の電極。
- 前記複合材料溶液中の前記遷移金属元素の粒子の粒径は5〜30nmであることを特徴とする、請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の電極。
- 前記電極はスズ‐アンチモン被覆をさらに含み、前記被覆は前記基材と前記複合材料被覆との間に配置されており、このとき前記スズ‐アンチモン被覆は、スズ‐アンチモン溶液を塗布し、次いで乾燥、焼結することによって形成され、前記スズ‐アンチモン溶液は、スズとアンチモンをエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、スズとアンチモンの粒子は前記ナノスケール溶液の溶質とみなされ、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は、5〜10:2〜10であり;
好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜9:2〜8であり;
より好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜9:3〜8であり;
さらに好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜8:3〜7であり;
より一層好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜7であり;
さらにより一層好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜6であり;
もっとも好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は8:5である
ことを特徴とする、請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の電極。 - 前記溶液中のスズとアンチモンの粒子の粒径は5〜30nmであることを特徴とする、請求項5に記載の電極。
- 前記スズ‐アンチモン溶液の質量/容量パーセントは5〜9%、好ましくは、7%であることを特徴とする、請求項5に記載の電極。
- 前記複合材料被覆または前記スズ‐アンチモン被覆の厚さは、3〜8μm、好ましくは、4〜6μmであることを特徴とする、請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の電極。
- 前記複合材料被覆または前記スズ‐アンチモン被覆を形成するときの乾燥温度は、100〜120℃、好ましくは、110〜120℃であることを特徴とする、請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の電極。
- 前記複合材料被覆または前記スズ‐アンチモン被覆を形成するときの焼結温度は、400〜680℃、好ましくは、450〜600℃であることを特徴とする、請求項1から請求項9のうちいずれか一項に記載の電極。
- 前記チタン合金は、前記チタン合金の総重量に基づいて、Al:4.0〜4.9%;Sn:1.1〜2.5%;Cr:1.1〜2.5%;Mo:1.1〜2.5%;Zr:1.1〜2.5%;Fe:0.11〜0.15%;C:0.08〜0.16%;O:0.11〜0.26%;N:0.004〜0.2%;H:0.06〜0.28%;Si:0.02〜1.0%、残部チタン、および不可避的不純物で構成され;
好ましくは、前記チタン合金中のAl含有量は4.1〜4.6%、好ましくは4.1〜4.4%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のSn含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のCr含有量は1.3〜2.0%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.6〜2.0%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のMo含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.3〜2.0%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のZr含有量は1.3〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のFe含有量は0.13〜0.14%、好ましくは0.13%または0.14%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のC含有量は0.09〜0.10%、好ましくは0.09〜0.12%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のO含有量は0.13〜0.21%、好ましくは0.16〜0.21%、より好ましくは0.16〜0.2%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のN含有量は0.005〜0.02%、好ましくは0.006〜0.07%、より好ましくは0.009〜0.04%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のH含有量は0.07〜0.21%、好ましくは0.08〜0.21%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のSi含有量は0.04〜0.6%、好ましくは0.04〜0.7%である
ことを特徴とする、請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載の電極。 - 請求項1から請求項11のうちいずれか一項に記載の電極を製造する方法であって、
(1)チタン基材またはチタン合金基材の外表面に複合材料溶液を均一に塗布するステップであって、このとき前記複合材料溶液は、遷移金属元素をエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、前記遷移金属元素の粒子は前記ナノスケール溶液の溶質とみなされ、前記ナノスケール溶液の質量パーセントは25〜45%、好ましくは、30〜40%であり、このとき前記複合材料溶液中の白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、5〜15:23〜34:14〜21:1〜7:9〜17:3〜12:15〜27:3〜6:2〜9:10〜23:15〜27:2〜8:15〜30:3〜12:4〜14:1〜10:6〜15:20〜50であるステップと;
(2)ステップ(1)において前記複合材料溶液で被覆した電極を、前記電極の外表面に液体がなくなるまで、100〜120℃、好ましくは、110〜120℃の温度で乾燥させるステップと;
(3)ステップ(2)で乾燥させた前記電極を、400〜680℃、好ましくは、450〜600℃の温度で8〜10時間焼結するステップ
を含む方法。 - ステップ(1)において、前記複合材料溶液中の前記遷移金属粒子、白金、イリジウム、ルテニウム、金、セリウム、スズ、アンチモン、ロジウム、タンタル、マンガン、ニッケル、パラジウム、イットリウム、ガドリニウム、コバルト、ユウロピウム、ランタン、ネオジム、ジルコニウム、およびチタンのモル比は、5〜13:23〜31:14〜20:1〜6:9〜15:5〜9:2〜8:3〜10:15〜25:3〜6:2〜8:10〜21:15〜25:2〜7:15〜28:3〜11:4〜13:1〜9:6〜13:20〜48であり;
好ましくは、6〜13:24〜31:16〜20:2〜6:10〜15:6〜9:3〜8:4〜10:17〜25:4〜6:3〜8:11〜21:17〜25:3〜7:17〜28:4〜11:6〜13:2〜9:7〜13:22〜48であり;
より好ましくは、6〜11:24〜29:16〜19:2〜5:10〜13:6〜8:3〜7:4〜8:17〜22:4〜5:3〜7:11〜19:17〜23:3〜6:17〜26:4〜10:6〜11:2〜8:7〜12:22〜46であり;
さらに好ましくは、7〜11:25〜29:17〜19:3〜5:11〜13:7〜8:4〜7:5〜8:19〜22:4〜5:4〜7:12〜19:18〜23:4〜6:19〜26:5〜10:7〜11:3〜8:8〜12:24〜46であり;
より一層好ましくは、7〜9:25〜27:17〜18:3〜4:11〜12:7〜8:4〜6:5〜7:19〜21:4:4〜6:12〜17:18〜21:4〜5:19〜23:5〜8:7〜9:3〜6:8〜10:24〜41であり;
もっとも好ましくは、8:26:17:3:11:8:5:6:20:4:5:15:19:4:21:7:8:5:9:29である
ことを特徴とする、請求項12に記載の方法。 - ステップ(1)において、前記複合材料溶液中の前記遷移金属元素の粒子の粒径は5〜30nmであることを特徴とする、請求項12または請求項13に記載の方法。
- 最初に前記チタン基材またはチタン合金基材の外表面にスズ‐アンチモン溶液を均一に塗布してから、前記チタン基材またはチタン合金基材の外表面に前記複合材料溶液を塗布するステップであって、このとき前記スズ‐アンチモン溶液は、スズとアンチモンをエタノールに溶解することにより調製したナノスケール溶液であり、スズとアンチモンの粒子は前記ナノスケール溶液の溶質とみなされ、前記ナノスケール溶液の質量パーセントは5〜9%、好ましくは、7%であり、このとき前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜10:2〜10であり;
好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は5〜9:2〜8であり;
より好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜9:3〜8であり;
さらに好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は6〜8:3〜7であり;
より一層好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜7であり;
さらにより一層好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は7〜8:4〜6であり;
もっとも好ましくは、前記溶液中のスズとアンチモンのモル比は8:5であるステップと;
次いで、前記スズ‐アンチモン溶液で被覆した上述の電極を、電極の外表面に液体がなくなるまで、100〜120℃、好ましくは、110〜120℃の温度で乾燥させるステップと;
最後に、上述の乾燥させた電極を、400〜680℃、好ましくは、450〜600℃の温度で8〜10時間焼結するステップ
をさらに含む方法を含むことを特徴とする、請求項12から請求項14のうちいずれか一項に記載の電極。 - 前記チタン合金は、前記チタン合金の総重量に基づいて、Al:4.0〜4.9%;Sn:1.1〜2.5%;Cr:1.1〜2.5%;Mo:1.1〜2.5%;Zr:1.1〜2.5%;Fe:0.11〜0.15%;C:0.08〜0.16%;O:0.11〜0.26%;N:0.004〜0.2%;H:0.06〜0.28%;Si:0.02〜1.0%、残部チタン、および不可避的不純物で構成され;
好ましくは、前記チタン合金中のAl含有量は4.1〜4.6%、好ましくは4.1〜4.4%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のSn含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のCr含有量は1.3〜2.0%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.6〜2.0%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のMo含有量は1.2〜2.1%、好ましくは1.3〜2.0%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のZr含有量は1.3〜2.1%、好ましくは1.4〜2.1%、より好ましくは1.5〜2.1%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のFe含有量は0.13〜0.14%、好ましくは0.13%または0.14%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のC含有量は0.09〜0.10%、好ましくは0.09〜0.12%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のO含有量は0.13〜0.21%、好ましくは0.16〜0.21%、より好ましくは0.16〜0.2%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のN含有量は0.005〜0.02%、好ましくは0.006〜0.07%、より好ましくは0.009〜0.04%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のH含有量は0.07〜0.21%、好ましくは0.08〜0.21%であり;
好ましくは、前記チタン合金中のSi含有量は0.04〜0.6%、好ましくは0.04〜0.7%である
請求項12から請求項15のうちいずれか一項に記載の電極。 - 請求項1から請求項11のうちいずれか一項に記載の電極を含む装置であって、好ましくは、食品浄化装置、浄水装置、または医療機器浄化装置、好ましくは、食品浄化装置である装置。
- 水槽と発生器箱と水触媒発生器とを含む食品浄化装置であって、
‐前記水槽の一方の側壁に水流路があり、前記発生器箱は、前記水槽の側壁にある前記水流路の外側に固定されており;
‐前記発生器箱は多孔保護板で2つのチャンバに分けられており、前記水触媒発生器は前記発生器箱の底部付近で前記チャンバ内に配置され、散気管が前記水槽の側壁付近で前記チャンバの底部に配置され、前記散気管の壁には散気孔の列があり、前記散気管の接合部分は前記発生器箱の外部に通じており;
‐湾曲形状であり、前記多孔保護板の上方にある前記発生器箱のもう1つのチャンバの壁は、前記水槽の側壁の前記水流路に接続されており;
このとき、前記水触媒発生器のアノード電極は請求項1から請求項11のうちいずれか一項に記載の電極である
食品浄化装置。 - 前記水槽の側壁と前記発生器箱の間にシールリングが設けられていることを特徴とする、請求項18に記載の食品浄化装置。
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