水溶液電解によるオゾン製造法の開発

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1.電解質を硫酸ナトリウムとした場合:実験条件として濃度は0.5、1.0、1.3M、液温は0〜40℃、電流密度は0.3〜2.0Acm^<-2>を選んだ。二酸化鉛電極の場合オゾン生成の傾向としては全体的に濃度が増加するとオゾン生成の電流効率効率が上昇した。また電流密度を上げてもオゾン生成の電流効率は上昇したが硫酸ナトリウムの飽和濃度に近い1.3Mでは1Acm^<-2>をより高電流密度で効率は下がった。これは硫酸が酸化されペルオクソ二硫酸が生成したためと考えられる。一方、白金を電極とした場合オゾンはほとんど得られなかった。2.電解質を過塩素酸ナトリウムとした場合:実験条件は1.とほぼ同じであるが、過塩素酸ナトリウムの溶解度は硫酸ナトリウムより大きいので濃度は0.5〜8.0Mの間で行った。二酸化鉛電極を用いた場合、オゾンの生成の電流効率は濃度および電流密度が増加すれば上昇した。また温度を下げるとオゾン生成の電流効率は減少した。これは従来の傾向とは逆であり、特異であるといえる。白金電極の場合は二酸化鉛電極ほど高い値は達成できなかったがオゾンの生成が確認された。このとき、温度依存は二酸化鉛電極の場合と逆であった。過塩素酸ナトリウム水溶液中での白金の電流-電位曲線では2.5-3.0V(RHE基準)付近で電位の大幅な変化が現れ、これは低電位側と高電位側では白金表面の状態が異なっていると思われる。オゾンはこの高電位側で多く発生した。全体として今回行った系ではオゾン生成に関して二酸化鉛は白金より優れてた触媒能を有するが、溶液を中性にしても電極の安定性に問題があり、この点の解決が実用化に際して大きな障害になることがわかった。