JPH0688273A - 過酸化水素の製造方法 - Google Patents
過酸化水素の製造方法Info
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- JPH0688273A JPH0688273A JP4260868A JP26086892A JPH0688273A JP H0688273 A JPH0688273 A JP H0688273A JP 4260868 A JP4260868 A JP 4260868A JP 26086892 A JP26086892 A JP 26086892A JP H0688273 A JPH0688273 A JP H0688273A
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- JP
- Japan
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- hydrogen peroxide
- aqueous solution
- cathode
- concentration
- chamber
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的低い濃度の過酸化水素を含有し、Na
OH/H2 O2 重量比が2前後である、パルプの漂白等
の用途に適した過酸化水素のアルカリ水溶液を効率的に
製造する方法の提供。 【構成】 陰極においてアルカリ水溶液中の酸素を還元
して過酸化水素を製造する方法であって、陰極室に供給
されるアルカリ水溶液濃度を、陽極室に供給されるアル
カリ水溶液濃度より低くする、例えば陰極室に供給され
るアルカリ水溶液濃度を0.6モル/リットル以下と
し、陽極室に供給されるアルカリ水溶液濃度を0.9モ
ル/リットル以上とする、過酸化水素の製造方法。
OH/H2 O2 重量比が2前後である、パルプの漂白等
の用途に適した過酸化水素のアルカリ水溶液を効率的に
製造する方法の提供。 【構成】 陰極においてアルカリ水溶液中の酸素を還元
して過酸化水素を製造する方法であって、陰極室に供給
されるアルカリ水溶液濃度を、陽極室に供給されるアル
カリ水溶液濃度より低くする、例えば陰極室に供給され
るアルカリ水溶液濃度を0.6モル/リットル以下と
し、陽極室に供給されるアルカリ水溶液濃度を0.9モ
ル/リットル以上とする、過酸化水素の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過酸化水素の製造方法
に関する。更に詳しくは、中、低濃度の過酸化水素を含
有し、かつアルカリ濃度の比較的低い水溶液の製造方法
に関する。
に関する。更に詳しくは、中、低濃度の過酸化水素を含
有し、かつアルカリ濃度の比較的低い水溶液の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】過酸化水素は漂白剤、酸化剤として古く
から有用であり、現在ほとんどはアンスラキノンの水
添、酸化により製造されている。しかし、過酸化水素の
輸送は通常、高濃度(約50〜60g/l)で行われて
おり、そのため消防法の危険物に該当する。しかるに、
使用時には必ずしも高濃度である必要はない。むしろ、
中、低濃度でも使用時に使用場所で簡便に生産できる方
法があれば、特に多量に使用する場合には有用である。
そこで、上記アンスラキノンを用いる方法以外に、比較
的濃度の低い過酸化水素の製造法として電解法がある。
から有用であり、現在ほとんどはアンスラキノンの水
添、酸化により製造されている。しかし、過酸化水素の
輸送は通常、高濃度(約50〜60g/l)で行われて
おり、そのため消防法の危険物に該当する。しかるに、
使用時には必ずしも高濃度である必要はない。むしろ、
中、低濃度でも使用時に使用場所で簡便に生産できる方
法があれば、特に多量に使用する場合には有用である。
そこで、上記アンスラキノンを用いる方法以外に、比較
的濃度の低い過酸化水素の製造法として電解法がある。
【0003】過酸化水素はアルカリ側においては分解し
易く、酸性側に於ては安定なため、ガス拡散電極を用い
た電解槽で酸素を電気化学的に還元して過酸化水素を製
造する装置としては酸性水溶液を用いるものが多く知ら
れている。例えば特開平1−42590号には水/陽極
/カチオン交換膜/酸水溶液/アニオン交換膜/アルカ
リ水溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素の順に構成
された電解槽が記載されている。米国特許438493
1号には陽極/酸水溶液/カチオン交換膜/アルカリ水
溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素の順に構成され
た電解槽が例示されている。又、KuhnらのJ.Elec
trochem.Soc.130 巻.117p(1983)には、陽極
/酸水溶液/カチオン交換膜/酸水溶液/アニオン交換
膜/アルカリ水溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素
の順に構成された電解槽が記載されている。このよう
に、陽極側に水または酸水溶液を使用した例が多い。
易く、酸性側に於ては安定なため、ガス拡散電極を用い
た電解槽で酸素を電気化学的に還元して過酸化水素を製
造する装置としては酸性水溶液を用いるものが多く知ら
れている。例えば特開平1−42590号には水/陽極
/カチオン交換膜/酸水溶液/アニオン交換膜/アルカ
リ水溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素の順に構成
された電解槽が記載されている。米国特許438493
1号には陽極/酸水溶液/カチオン交換膜/アルカリ水
溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素の順に構成され
た電解槽が例示されている。又、KuhnらのJ.Elec
trochem.Soc.130 巻.117p(1983)には、陽極
/酸水溶液/カチオン交換膜/酸水溶液/アニオン交換
膜/アルカリ水溶液/ガス拡散電極よりなる陰極/酸素
の順に構成された電解槽が記載されている。このよう
に、陽極側に水または酸水溶液を使用した例が多い。
【0004】一方、陽極側に酸水溶液を使用しない例と
して、OlomanらのJ. Appl.Electrochem.9巻117p
(1979)に陽極/有孔隔離板/ガス拡散電極による
陰極/アルカリ水溶液、酸素の例が開示されている。
又、特公昭59−15990号には陽極/アルカリ水溶
液/液体浸透性隔離板/ガス拡散電極よりなる陰極/酸
素の例が記載されている。
して、OlomanらのJ. Appl.Electrochem.9巻117p
(1979)に陽極/有孔隔離板/ガス拡散電極による
陰極/アルカリ水溶液、酸素の例が開示されている。
又、特公昭59−15990号には陽極/アルカリ水溶
液/液体浸透性隔離板/ガス拡散電極よりなる陰極/酸
素の例が記載されている。
【0005】さらにM.SUDOH ら、Journal of Chemical
Eugineering of Japan, Vol. 24, p165-170 (199
1)には、電解液としてアルカリ水溶液(NaOH水溶
液)を用い、フェルト状のグラファイト陰極上で酸素を
還元して過酸化水素を製造する方法が記載されている。
Eugineering of Japan, Vol. 24, p165-170 (199
1)には、電解液としてアルカリ水溶液(NaOH水溶
液)を用い、フェルト状のグラファイト陰極上で酸素を
還元して過酸化水素を製造する方法が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、製紙工業で
はパルプの漂白等に多量の過酸化水素を使用している。
通常は高濃度の過酸化水素を約5%以下に希釈して使用
している。そこで約1〜10%程度の過酸化水素をより
安価に製造できる方法があれば製造コストの低減とな
る。ところが、上述の電解法のうち酸水溶液を電解液と
する方法は、パルプの漂白時のNaOH/H2 O2 重量
比を約2とする必要があることから、酸の中和及びアル
カリ化にコストがかかり過ぎるという問題がある。
はパルプの漂白等に多量の過酸化水素を使用している。
通常は高濃度の過酸化水素を約5%以下に希釈して使用
している。そこで約1〜10%程度の過酸化水素をより
安価に製造できる方法があれば製造コストの低減とな
る。ところが、上述の電解法のうち酸水溶液を電解液と
する方法は、パルプの漂白時のNaOH/H2 O2 重量
比を約2とする必要があることから、酸の中和及びアル
カリ化にコストがかかり過ぎるという問題がある。
【0007】一方、アルカリ水溶液を用いる方法では、
通常電解効率を上げる目的でアルカリ濃度を1モル以上
としている。そのため、陰極側の電解液中のアルカリ濃
度が高くなりすぎ、生成する過酸化水素に対するアルカ
リ(NaOH)の重量比が約3になってしまう。そのた
め、この場合にはアルカリを中和してNaOH/H2O
2 重量比を約2に調整する必要があり、コスト高とな
る。
通常電解効率を上げる目的でアルカリ濃度を1モル以上
としている。そのため、陰極側の電解液中のアルカリ濃
度が高くなりすぎ、生成する過酸化水素に対するアルカ
リ(NaOH)の重量比が約3になってしまう。そのた
め、この場合にはアルカリを中和してNaOH/H2O
2 重量比を約2に調整する必要があり、コスト高とな
る。
【0008】そこで本発明の目的は、NaOH/H2 O
2 重量比が2前後である、パルプの漂白等の用途に適し
た過酸化水素のアルカリ水溶液を効率的に製造する方法
を提供することにある。
2 重量比が2前後である、パルプの漂白等の用途に適し
た過酸化水素のアルカリ水溶液を効率的に製造する方法
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、陰極において
アルカリ水溶液中の酸素を還元して過酸化水素を製造す
る方法であって、陰極室に供給されるアルカリ水溶液濃
度を、陽極室に供給されるアルカリ水溶液濃度より低く
することを特徴とする上記方法に関する。
アルカリ水溶液中の酸素を還元して過酸化水素を製造す
る方法であって、陰極室に供給されるアルカリ水溶液濃
度を、陽極室に供給されるアルカリ水溶液濃度より低く
することを特徴とする上記方法に関する。
【0010】以下、本発明の方法を、図1に基づいて説
明する。図1は本発明の方法に用いる電解槽10の断面
説明図である。電解槽10は、イオン交換膜40により
分けられた陰極室20と陽極室30を有する。陰極室2
0には、グラファイトフエルトの陰極21が充填されて
いる。また、陰極室20の下部には、陰極液24と酸素
25の供給口22及び23があり、上部には電解生成液
27の排出口26がある。一方、陽極室30内には陽極
(ニッケル板)34が設けられ、陽極室30の下部に
は、陽極液32の供給口31があり、上部には排出口3
3がある。
明する。図1は本発明の方法に用いる電解槽10の断面
説明図である。電解槽10は、イオン交換膜40により
分けられた陰極室20と陽極室30を有する。陰極室2
0には、グラファイトフエルトの陰極21が充填されて
いる。また、陰極室20の下部には、陰極液24と酸素
25の供給口22及び23があり、上部には電解生成液
27の排出口26がある。一方、陽極室30内には陽極
(ニッケル板)34が設けられ、陽極室30の下部に
は、陽極液32の供給口31があり、上部には排出口3
3がある。
【0011】上記例では、陰極としてグラファイトフエ
ルトを例示したが、陰極は、気体である酸素を効率良く
還元できるものであれば、グラファイトフエルト以外の
ものも使用できる。また、供給される酸素としては、酸
素以外に、酸素を含有する空気等の酸素混合ガスであっ
てもよい。また、イオン交換膜は、カチオン交換膜及び
アニオン交換膜のいずれを使用することもできる。ま
た、耐薬品性を考慮するとフッ素樹脂系のイオン交換膜
を使用することが好ましい。
ルトを例示したが、陰極は、気体である酸素を効率良く
還元できるものであれば、グラファイトフエルト以外の
ものも使用できる。また、供給される酸素としては、酸
素以外に、酸素を含有する空気等の酸素混合ガスであっ
てもよい。また、イオン交換膜は、カチオン交換膜及び
アニオン交換膜のいずれを使用することもできる。ま
た、耐薬品性を考慮するとフッ素樹脂系のイオン交換膜
を使用することが好ましい。
【0012】陰極室及び陽極室に供給されるアルカリ水
溶液としては、通常水酸化ナトリウム水溶液が用いられ
るが、他に水酸化カリウム等の水溶液を用いることもで
きる。
溶液としては、通常水酸化ナトリウム水溶液が用いられ
るが、他に水酸化カリウム等の水溶液を用いることもで
きる。
【0013】本発明においては、陰極室に供給されるア
ルカリ水溶液濃度を、陽極室に供給されるアルカリ水溶
液濃度より低くすることにより、陰極室の電解生成液中
の過酸化水素に対するアルカリの濃度を所定の範囲に制
御する。より具体的には、陰極室へ供給されるアルカリ
水溶液濃度を0.6モル以下、好ましくは0.5モル以
下、より好ましくは0.4モル以下とし、陽極室へ供給
されるアルカリ水溶液濃度を0.9モル以上、好ましく
は1.4モル以上、より好ましくは1.9モル以上とす
ることが、高い電流効率で過酸化水素に対するアルカリ
の濃度を所定の範囲に制御することができることから適
当である。
ルカリ水溶液濃度を、陽極室に供給されるアルカリ水溶
液濃度より低くすることにより、陰極室の電解生成液中
の過酸化水素に対するアルカリの濃度を所定の範囲に制
御する。より具体的には、陰極室へ供給されるアルカリ
水溶液濃度を0.6モル以下、好ましくは0.5モル以
下、より好ましくは0.4モル以下とし、陽極室へ供給
されるアルカリ水溶液濃度を0.9モル以上、好ましく
は1.4モル以上、より好ましくは1.9モル以上とす
ることが、高い電流効率で過酸化水素に対するアルカリ
の濃度を所定の範囲に制御することができることから適
当である。
【0014】電解液の供給量及び酸素の供給量並びに電
流は、電解槽の規模により適宜設定することができる。
また、電圧は、1.5〜2.5ボルト、好ましくは1.
7〜2.3ボルトとすることができる。さらに、電解液
の温度は、電解による発熱を考慮して、供給液は高温に
ならないようにすることが好ましい。特に、陰極室の電
解生成液の温度は、過酸化水素を含有することから、4
0℃以下の温度になるように制御することが好ましい。
流は、電解槽の規模により適宜設定することができる。
また、電圧は、1.5〜2.5ボルト、好ましくは1.
7〜2.3ボルトとすることができる。さらに、電解液
の温度は、電解による発熱を考慮して、供給液は高温に
ならないようにすることが好ましい。特に、陰極室の電
解生成液の温度は、過酸化水素を含有することから、4
0℃以下の温度になるように制御することが好ましい。
【0015】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高い電流効率
で、バルプの漂白等の用途に適した、NaOH/H2 O
2 重量比が2前後である、過酸化水素のアルカリ水溶液
を製造することができる。
で、バルプの漂白等の用途に適した、NaOH/H2 O
2 重量比が2前後である、過酸化水素のアルカリ水溶液
を製造することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明す
る。 実施例1 陽極にNi板を用い、1molのNaOH水溶液を陽極
側アルカリ水溶液として1.48ml/分で陽極室に供
給した。カチオン交換膜としてデュポン製ナフィオン1
17(膜厚0.3mm)を用いた。陰極には面積50c
m2 の日本カーボン製グラファイトフェルトGF−20
(多孔質電極)を用いた。アルカリ水溶液としては、
0.50molのNaOHを用い0.7ml/分で陰極
室に供給した。さらに陰極室には、酸素を1.04リッ
トル/分で供給した。両極に2.11Vで1.50Aか
けて電解を行った。その結果、H2 O2 28.26g/
リットル及びNaOH1.65モル/リットルを含む陰
極生成液を得た。NaOH/H2 O2 重量比は2.34
であった。また、この時の電流効率は98.02%であ
った。尚、実験条件及び結果は、まとめて表1に示す。
る。 実施例1 陽極にNi板を用い、1molのNaOH水溶液を陽極
側アルカリ水溶液として1.48ml/分で陽極室に供
給した。カチオン交換膜としてデュポン製ナフィオン1
17(膜厚0.3mm)を用いた。陰極には面積50c
m2 の日本カーボン製グラファイトフェルトGF−20
(多孔質電極)を用いた。アルカリ水溶液としては、
0.50molのNaOHを用い0.7ml/分で陰極
室に供給した。さらに陰極室には、酸素を1.04リッ
トル/分で供給した。両極に2.11Vで1.50Aか
けて電解を行った。その結果、H2 O2 28.26g/
リットル及びNaOH1.65モル/リットルを含む陰
極生成液を得た。NaOH/H2 O2 重量比は2.34
であった。また、この時の電流効率は98.02%であ
った。尚、実験条件及び結果は、まとめて表1に示す。
【0017】実施例2〜4 実施例1と同様の装置を用い、表1に示す条件でH2 O
2 及びNaOHを含む陰極生成液を得た。結果を表1に
示す。
2 及びNaOHを含む陰極生成液を得た。結果を表1に
示す。
【0018】
【表1】
【0019】比較例1 実施例1において陰極側アルカリ水溶液として1mol
NaOHを用いる以外は実施例1とほぼ同一条件で電解
した。その結果、得られる陰極生成液のNaOH/H2
O2 重量比は、3.00であった。この時の電流効率は
98.31であった。
NaOHを用いる以外は実施例1とほぼ同一条件で電解
した。その結果、得られる陰極生成液のNaOH/H2
O2 重量比は、3.00であった。この時の電流効率は
98.31であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に用いる電解槽の断面説明図であ
る。
る。
10 電解槽 20 陰極室 30 陽極室 40 イオン交換膜
Claims (2)
- 【請求項1】 陰極においてアルカリ水溶液中の酸素を
還元して過酸化水素を製造する方法であって、陰極室へ
供給されるアルカリ水溶液濃度を、陽極室へ供給される
のアルカリ水溶液濃度より低くすることを特徴とする過
酸化水素の製造方法。 - 【請求項2】 陰極室へ供給されるアルカリ水溶液濃度
を0.6モル以下とし、陽極室へ供給されるアルカリ水
溶液濃度を0.9モル以上とする請求項1記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4260868A JP2558042B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 過酸化水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4260868A JP2558042B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 過酸化水素の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0688273A true JPH0688273A (ja) | 1994-03-29 |
JP2558042B2 JP2558042B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=17353873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4260868A Expired - Fee Related JP2558042B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 過酸化水素の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2558042B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58213885A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-12 | エレクトロン・トランスフアー・テクノロジイース・インコーポレイテツド | 過酸化水素の電解製造法 |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP4260868A patent/JP2558042B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58213885A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-12 | エレクトロン・トランスフアー・テクノロジイース・インコーポレイテツド | 過酸化水素の電解製造法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2558042B2 (ja) | 1996-11-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |