电解用电极材料、电解用电极以及其制造方法技术

本发明专利技术提供通过水的电解，能够高效地生成臭氧水的电解用电极材料、以及电解用电极、并进一步提供该电解用电极的制造方法。将包含铂和银的合金的电解用电极材料作为在基体的表面上形成的表面层使用，其中在该合金中银的浓度为１重量％以上且５０重量％以下，在通过该电解用电极进行的电解中，在低电流密度下高效地生成臭氧、ＯＨ自由基等活性氧种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业用或者民用电解过程中使用的电解用电极及其材料，并且进一步 涉及该电解用电极的制造方法。
技术介绍
一般来说，臭氧是氧化能力非常强的物质，溶解了该臭氧的水，即所谓的臭氧水， 其适用于上下水道、食品等或者半导体器件制造过程等的清洗处理等，且其在范围广泛的 清洗杀菌处理中的利用备受期待。作为生成臭氧水的方法，已知有下述方法将通过紫外线 照射或放电生成的臭氧溶解于水中的方法、通过水的电解在水中生成臭氧的方法等。专利文献1公开了通过水的电解在水中生成臭氧的方法。在所述方法中使用了以 多孔体或者网状体形式形成的PbO2、钼作为阳极。现有技术文献专利文献1 专利第3297227号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题就如上所述的利用水的电解生成臭氧水的方法而言，在使用PbO2作为电极材料的 情况下，如果将生成的臭氧水用于食品等中，则PbO2的毒性令人担忧。另一方面，在使用钼(Pt)作为电极材料的情况下，具有下述问题在低电流密度 下进行水的电解时，臭氧的生成效率较低。由此，为了利用电解来生成臭氧，必须使用作为 零间隔(七'口 ￥ / Zerogap)的流通强电流的方法。为了实现零间隔，必须将钼加工成 网状、多孔状。但是，由于钼本身较为昂贵，并且还要将钼进一步加工成网状、多孔状，因此 将会导致生产成本的上涨。为此，希望可以开发出更为便宜、并且能够实现稳定高效地生成 臭氧的电解用电极材料。本专利技术是为了解决以往的技术问题而进行的研究，本专利技术提供了通过水的电解， 能够高效地生成臭氧水的电解用电极材料、以及电解用电极，进一步本专利技术还提供了该电 解用电极的制造方法。解决问题的方法为了解决上述问题，本专利技术的电解用电极材料为包含钼和银的合金，其中，银的浓 度为1重量％以上且50重量％以下。本申请第2专利技术的电解用电极材料为包含钼、银以及氧的合金，其中，在钼和银中 银所占的浓度为1重量％以上且50重量％以下。本申请第3专利技术的电解用电极由基体和形成在该基体表面上的表面层构成，其 中，表面层为包含钼和银的合金，银的浓度为1重量％以上且50重量％以下。本申请第4专利技术的电解用电极为通过电解生成臭氧、OH自由基等活性氧种的电解 用电极，其由基体和形成在该基体表面上的表面层构成，其中，表面层为包含钼、银以及氧的合金，在钼和银中银所占的浓度为1重量％以上且50重量％以下。本申请第5专利技术为上述第3专利技术的电解用电极的制造方法，其中，通过使用包含钼 和银的靶在基体的表面上成膜的溅射法，形成表面层。本申请第6专利技术为上述第4专利技术的电解用电极的制造方法，其中，通过溅射法形成 表面层，所述溅射法中，使用包含钼和银的靶，在含有氧的气氛中在基体的表面上成膜。专利技术效果根据本专利技术，将包含钼和银的合金、并且银的浓度为1重量％以上且50重量％以 下的电解用电极材料用作如第3专利技术所述的形成在基体的表面上的表面层，由此，在通过 该电解用电极进行电解时，在高电流效率下，可以生成臭氧、OH自由基等活性氧种。因此，与 以往的Pt相比，可以减少生成相同量的臭氧时所必须的电量，从而有助于节约能量。此外， 与同尺寸的电解用电极相比较时，可以在低电流密度下高效地生成臭氧、OH自由基等活性 氧种，减少电极的消耗、从而可以实现提高耐久性。在同样的电流密度下进行电解处理时， 可以减小构成的电解用电极本身的尺寸。此外，由于可以减少消耗，因此也可以使表面层形 成为更薄的膜。在这种情况下，与以往仅使用钼作为在表面层中使用的电解用电极材料的情况相 比，可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时，因为可以降低较为昂贵的钼的 浓度(构成比例)，由此可以实现降低生产成本的目的。就所述电解用电极而言，按照第5专利技术的制造方法，通过将钼和银作为靶在基体 表面上成膜的溅射法，形成表面层，从而构成该电极，因此可以在基体的表面上由钼和银的 合金均勻地形成表面层。为此，由于可以在基体整个表面上形成厚度均勻的钼和银的合金 的表面层，因此能够在电极整个表面进行均勻的导电，从而能够实现提高臭氧、OH自由基等 活性氧种的生成效率的目的。此外，根据第2专利技术，将包含钼、银以及氧的合金，且钼和银中银所占的浓度为1重 量％以上且50重量％以下的电解用电极材料用作如第4专利技术所述的形成在基体的表面上 的表面层，由此在通过该电解用电极进行的电解中，在高电流效率下，可以生成臭氧、OH自 由基等活性氧种。因此，与以往的Pt相比，可以减少生成相同量的臭氧时所必须的电量，从 而有助于节约能量。此外，与同尺寸的电解用电极相比较时，可以在低电流密度下高效地生 成臭氧、OH自由基等活性氧种，减少电极的消耗、从而可以实现提高耐久性。在同样的电流 密度下进行电解处理时，可以减小构成的电解用电极本身的尺寸。此外，由于消耗很少，因 此也可以使表面层形成为更薄的膜。在这种情况下，与以往仅使用钼作为在表面层中使用的电解用电极材料的情况相 比，可以实现高效地生成臭氧、OH自由基等活性氧种，同时，因为可以更进一步降低较为昂 贵的钼的浓度(构成比例)，由此可以实现降低生产成本的目的。就所述电解用电极而言，按照第6专利技术的制造方法，通过将钼和银作为靶，在含有 氧的气氛中，在基体表面上成膜的溅射法，形成表面层，从而构成该电极，因此可以在基体 的表面上均勻地由钼和银以及氧的合金形成表面层。为此，由于可以在基体表面的全体上 形成厚度均勻的钼和银以及氧的合金的表面层，因此能够在电极整个表面上进行均勻的导 电，从而能够实现提高臭氧、OH自由基等活性氧种的生成效率的目的。附图说明图1为示出本专利技术的电解用电极的大致结构的立体图。图2为示出电解用电极的制造方法的流程图。图3为示出使用了本实施例的电解用电极的臭氧水生成装置的大致说明图。图4为示出臭氧生成效率与Ag浓度的依赖性的实验结果图。图5为示出电解用电极的表面层的X射线衍射的数据图。图6为图5的放大图。图7为示出臭氧生成效率与Ag浓度的依赖性的实验结果图。图8为示出作为其他实施例的电解用电极的立体图。图9为示出使用了本专利技术的电解用电极的空气净化机的大致结构图。图10为示出使用了本专利技术的电解用电极的电动洗衣机的纵断侧视图。符号说明1、5:电解用电极2 基体3 表面层20 臭氧水生成装置21 处理槽22 电极23:模拟自来水24:阳离子交换膜25 电源具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的电解用电极的优选实施方式进行说明。图1为示出本 专利技术的电解用电极1的大致结构的立体图。如图1所示，电解用电极1由基体2和形成在 该基体2的表面上的表面层3构成。本专利技术中的基体2使用钛(Ti)作为导电性材料。需要说明的是，基体2的材料并 不仅限于上述材料，例如，也可以由钼(Pt)、或者钽(Ta)、锆{Ir) M (Nb)等阀金属(valve metal)、2种以上这些阀金属的合金、或者硅(Si)等构成。在基体2的表面上由银(Ag)和钼(Pt)的合金，或者Ag和Pt以及氧(0)的合金 形成表面层3。对于该Ag和Pt的合金的浓度(重量％，构成比例)或者，Ag和Pt以及0 的浓度(重量％，构成比例)的详细说明，将在下文中进行。该表面层3制成特定的厚度， 例如150nm。需要说明的是，该表面层3的膜厚可以为IOOnm 10 μ m。如果该膜过于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解用电极材料，其为包含铂和银的合金，其中，所述银的浓度为１重量％以上且５０重量％以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：根本雅昭，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]