[发明专利]电解用电极材料、电解用电极以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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、铂作为阳极。

现有技术文献

专利文献1：专利第3297227号公报

发明内容

发明要解决的问题

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，在使用铂(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(ゼロギヤツプzerogap)的流通强电流的方法。为了实现零间隔，必须将铂加工成网状、多孔状。但是，由于铂本身较为昂贵，并且还要将铂进一步加工成网状、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。

本发明是为了解决以往的技术问题而进行的研究，本发明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，进一步本发明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，本发明的电解用电极材料为包含铂和银的合金，其中，银的浓度为1重量％以上且50重量％以下。

本申请第2发明的电解用电极材料为包含铂、银以及氧的合金，其中，在铂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发明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，表面层为包含铂和银的合金，银的浓度为1重量％以上且50重量％以下。

本申请第4发明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，表面层为包含铂、银以及氧的合金，在铂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发明为上述第3发明的电解用电极的制造方法，其中，通过使用包含铂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发明为上述第4发明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，使用包含铂和银的靶，在含有氧的气氛中在基体的表面上成膜。

发明效果

根据本发明，将包含铂和银的合金、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发明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，与以往仅使用铂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铂的浓度(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发明的制造方法，通过将铂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铂和银的合金均匀地形成表面层。为此，由于可以在基体整个表面上形成厚度均匀的铂和银的合金的表面层，因此能够在电极整个表面进行均匀的导电，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。