混合电解水的制造方法技术

本发明专利技术公开混合电解水的制造方法，所述混合电解水是向具有电极间距离２ｍｍ以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中供给含有低于０．１ｍＭ的水溶性无机盐、１－５０ｍＭ的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水，在使用氢氧化钠水溶液对调整到ｐＨ与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有超氧化物自由基歧化作用的、阳极侧电解水与阴极侧电解水的。更详细地讲，涉及对实际上只含有抗坏血酸等的有机水溶性电解质作为电解质的有机电解质水溶液进行电解，制造具有超氧化物自由基的歧化作用等的混合电解水的方法。
技术介绍
已熟知使用在内部配置铂或铂合金等构成的惰性电极的电解槽，通过隔膜电解碱金属氯化物的稀电解质水溶液，取出阳极侧电解生成的低pH的阳极侧电解水(酸性水)，将该电解水用于杀菌或消毒的技术。作为隔膜，可以使用将离子交换树脂制成膜状的荷电膜，或有微孔结构的非荷电膜等。阳极侧电解水由于在该电解水中生成次氯酸，故利用次氯酸的强氧化作用与氯化作用，可用于杀菌或消毒。医疗单位等已普及这样的利用方法。另外，由于酸性水中所微量含有的臭氧或溶解氧有促进肉芽生成作用，故也在研究作为外科辅助治疗的利用。另一方面，也熟知通过电解自来水得到阴极侧生成的阴极侧电解水(碱水)代替稀电解质溶液，并在传统的饮用等中利用。也熟知在这些电解质水溶液中不是作为电解助剂而作为添加剂添加抗坏血酸或没食子酸等的有机酸的方法。这些方法中在电解助剂的存在下使用抗坏血酸。添加抗坏血酸的目的在于控制阴极电解水的pH、及除去阳极侧电解水中的游离氯。抗坏血酸在2位与3位有OH基，在酸性范围，3位的OH基离解成-O-和H+，呈现酸性。在碱性范围，2位的OH基离解或-O-和H+，但由于这些的离解度低，故不能作为电解助剂使用。此外，电解抗坏血酸水溶液时的电解过程复杂，虽然没有进行中间生成物的鉴定，但基本上观测为氧化还原反应。也熟知抗坏血酸本身起强还原剂作用，但在水溶液中其自身引起自动氧化，还原能力降低。一般，抗坏血酸按以下的过程进行自动氧化。 式中，AsA、MDA、DHA与DKG分别表示抗坏血酸、一脱氢抗坏血酸、脱氢抗坏血酸及2，3-二酮古洛糖酸。近年，已探明抗坏血酸歧化可消除众知的作为活性氧的超氧化物自由基，因此抗坏血酸作为抗氧剂引人注目。歧化反应是如下述式(2)所示消除超氧化物自由基生成过氧化氢的反应。(2)如上述，抗坏血酸是消除超氧化物自由基的有用的化合物。本专利技术者着眼于上述抗坏血酸对超氧化物自由基歧化的能力，为了获得保持这种能力的阳极侧电解水进行了各种研究。结果发现，不是将水溶性金属盐等的无机电解质作为电解助剂使用，而是如果电解浓度较低的抗坏血酸单一的水溶液，则可得到保持歧化超氧化物自由基能力的阳极侧电解水。而且，已申请了制造增大超氧化物自由基歧化的阳极侧电解水的方法的专利(特愿2000-172538号)(权利要求1)。
技术实现思路
上述增大超氧化物自由基歧化的阳极侧电解水的制造方法中，阴极侧电解水不能有效地利用而废弃掉。据称该理由估计如下式(3)所示，含于阴极侧电解水中的OH-离子与离解的抗坏血酸离子(AsA-)反应，使抗坏血酸氧化。(3)本专利技术者为了解决上述问题进行了各种研究，结果发现，如果将阳极侧电解水与阴极侧电解水混合，则由于阳极侧生成的氧与阴极侧生成的氢相互迅速地反应成水，实际上并不引起抗坏血酸的氧化。此外，通过使电极间距离小于或等于规定距离，可以高效率地将两种电解水混合，结果可以高效率地制造使超氧化物自由基的歧化增大的混合电解水，此外，该场合阴极侧电解水不作为废液排放到外部。本专利技术是基于上述发现而完成的。本专利技术的目的在于提供提高超氧化物自由基歧化能力等的。本专利技术中，由于使有机电解质为电解助剂的电解原水进行电解，使得到的阳极侧电解水与阴极侧电解水混合，故得到的混合电解水中DO少，可提高超氧化物自由基的歧化能力，因此，这种混合电解水可作为在杀茵消毒，肉芽生成，保持健康，美容等的各种用途中使用的水。另外，本制造方法由于呈阳极侧电解水与阴极侧电解水混合的状态进行制造，故与以往的取出一方电极侧的电解水不同，制造装置简单。此外，作为有机电解质使用抗坏血酸的场合，由于抗坏血酸是确认对人体安全性的维生素，故该抗坏血酸作为电解助剂使用制造的本阳极电解水的安全性也极高。本专利技术是以下所述的专利技术。是向具有电极间距离2mm以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中，供给含有低于0.1mM的水溶性无机盐、1-50mM的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征的阴极侧电解水与阳极侧电解水的，在使用氢氧化钠水溶液对调整到pH与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高。上述(1)所述的，其中，每分钟相互改变2次以上供于至少一对不可逆电极间的电力的极性。上述所述的，其中，有机电解质是抗坏血酸或其水溶性衍生物、水溶性类黄酮及含水溶性儿茶酸的水溶性多酚、或草本植物类的水溶性萃取物。一般，无机电解质，例如氯化钠或氯化钾或者氯化钙或硫酸钠溶解于水时，离子化后完全离解成阳离子和阴离子。这些的盐类完全离解取决于作为溶剂的水的特殊性质的作用。水溶解并电离电解质，即由电性上“+”与“-”的物质构成的物质，使“+”与“-”构成的物质彼此的结合不牢固。这样自由度少的固体的电解质一旦溶解于水，则该电解质的自由度增大，可与各种的化学物质结合或分离。然而，物质中也有原本自由度小的电解质。这样的电解质即使溶解于水，虽然一定程度地溶解但不完全溶解，呈仍未离解的形式存在。作为表示溶解于水时的自由度的指标，有离解常数、离解指数、电离常数等。离解常数如下地定义。例如，如式(3)所示有称之为AB的电解质，溶解于水时离解或进行电离成A+与B-的场合形成式(4)的关系。这里、、表示各自的浓度。(3)/＝Ka(4)把此时离解的比例称离解常数，用Ka表示。作为此时的条件，必须使温度与压力一定。标准状态为25℃、1个大气压。因此，利用溶解于水的电解质的离解常数说明该物质离解的程度。电解食盐等的稀电解质水溶液时，在阳极与阴极，水本身进行氧化与还原，如式(5)、(6)所示产生氧与氢。(5)(6) 由于该反应在电极表面的强电场层进行，故使用极微弱的电能进行反应。此外，电解稀电解质水溶液时，水本身进行电解的同时，促进水本身的离解。1升水由55.55摩尔(6×1023个)分子构成，但按式(7)电解成“+”与“-”的分子的比例极少。(pKw＝14) (7)即1升中性水中只有10-7摩尔电离。然而通过进行电解促进电离，正离子与负离子的数增加(J.Appl.Electrochem.31(2001)1307-1313)。向电离度较低的有机电解质水溶液中通直流电施加电场时，在水溶液中有正电荷的物质向阴极移动、有负电荷的物质向阳极移动，在各电极表面进行电子的给予和接受，结果生成各个的电极反应产物。另外，水本身也同时地在阳极被氧化，并在阴极被还原，这些与电离的有机电解质反应可形成新的产物。特别是在水本身的氧化及还原反应过程中进行水的离解，结果水的离子积发生微小的增加。此外，虽然电离的有机电解质微小但还进行离解，离解指数变小。离解程度大小的相对比较可以使用酸或碱对电解前的原水溶液与电解生成的溶液进行中和滴定、利用两者的中和滴定量之差比较。滴定量少方的水溶液的离解大。为了更详细地说明上述原理，使用L-抗坏血酸(AsA)作为有机电解质进行说明。如式(8)所示，AsA的离解有2个离解部位。pKa＝11.79pKa＝4.25 AsA进本文档来自技高网...

【技术保护点】
混合电解水的制造方法，所述混合电解水是向具有电极间距离２ｍｍ以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中供给含有低于０．１ｍＭ的水溶性无机盐、１－５０ｍＭ的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水，在使用氢氧化钠水溶液对调整到ｐＨ与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：花冈孝吉，
申请(专利权)人：株式会社三国，花冈孝吉，
类型：发明
国别省市：JP[日本]