水溶液電解における陰極層pH変化の高精度計測による新しい反応解析法

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750798
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 大貝 猛 九州大学, 工学部, 助手 (60253481)
• Keywords: 微小Sb電極 / 陰極界面pH / 金属水酸化物 / 水溶液電解 / 水素発生 / 亜鉛 / カドミウム / 表面処理

Research Abstract

本年度は微小Sb電極を自作し,陰極界面pHを精度良く測定する方法について検討した。
まず,以下の方法で微小アンチモン電極を作製した。
粉末状Sb及びSb_2O_3を外径6mmφのパイレックス管内に挿入し、これを加熱溶融し、パイレックス管とともに細く引き伸ばした。冷却後針状のSb片(0.5mmφ×5mmL)を取り出し、一端をリ-ド線として用いる銅線とはんだ付けした。次に、Sb片部分を樹脂で薄く被覆し、先端の径が1mmφになるようSbを露出させた。
さらに,上記の微小アンチモン電極を用いて陰極層pH測定装置を作製した。
この陰樋層pH測定装置の概略および測定方法としては,まず,上記方法で作製した微小Sb電極およびAg/AgCl電極のキャピラリーをXYZ自動ステージに固定した。次に,微小Sb電極とAg/AgCl電極との電位差を、デジタルマルチメーターを通してパーソナルコンピュータで測定した。さらに,定電流電源装置により電解を行いながら,微小Sb電極面と陰極面との距離をXYZ自動ステージにより変化させ,各距離におけるpH値を測定した。
次に,代表的な測定結果について説明する。
硫酸塩浴pH1とpH3を用いてPt陰極上にZn,Cd電析を行った際の陰極界面pHs(陰極面から10umの位置)の電流密度依存性を測定した。その結果,Zn電析の場合は臨界電流密度においてpHsはZn(OH)_2生成の臨界pHまで上昇していたが,Cd電析の場合は臨界電流密度においてpHsは浴本体の値と変わらないことが判明した。この測定結果により,ZnとCdの電析機構は異なることが判明し,CdはZnのような水酸化物を経由する電析機構ではないことが分かった。