受特別的限制。
[0153] 進一步,載體2在含有電極用催化劑1的氣體擴散電極形成用組合物中,具有良好 的分散性,其優(yōu)選具有優(yōu)異的導電性者。
[0154] 載體2可W從玻璃碳(GC)、細碳、炭黑、石墨、碳纖維、活性炭、活性炭的粉碎物;納 米碳纖維、碳納米管等的碳類材料和氧化物等的玻璃類或陶瓷類材料等中酌情進行選定。
[0155] 在運些當中,從具有與忍部4的吸附性和載體2所具有的BET的比面積的角度考慮, 其優(yōu)選碳類材料。
[0156] 進一步,作為碳類材料,其優(yōu)選導電性碳;特別作為導電性碳優(yōu)選導電性炭黑。作 為導電性炭黑,可例示商品名稱"carbon black EC300J"、"carbon black EC600" W及"碳 EPC'等(獅子化學株式會社制造)。
[0157] 構成忍部4的成分,只要是被殼部5包覆的成分即可,不受特別的限制。
[0158] 如在圖1和圖2所示的電極用催化劑UlA那樣,殼部5不為上述雙層結構。在采用單 層結構的情況下,也可于忍部4采用貴金屬。在構成具有上述電極用催化劑UlA的催化劑粒 子3、3a的忍部4中,含有選自包括鈕(Pd)、鈕(Pd)合金、銷(Pt)合金、金(Au)、儀(Ni似及儀 (Ni)合金的組中的至少一種的金屬。
[0159] 鈕(Pd)合金只要為鈕(Pd)和能夠形成合金的其它金屬的組合的合金即可,無特別 的限制。例如,也可為鈕(Pd)和其它金屬進行組合的2成分系的鈕(Pd)合金,或鈕(Pd)和巧中 W上的其它金屬進行組合的3成分系W上的鈕(Pd)合金。具體說來,作為2成分系的鈕(Pd) 合金,可例示金鈕(PdAu)、銀鈕(PdAg)、銅鈕(PdCu)等。作為3成分系的鈕(Pd)合金,可例示 金銀鈕(PdAuAg)等。
[0160] 銷(Pt)合金只要為銷(Pt)與能夠形成合金的其它金屬的組合的合金即可,無特別 的限制。例如,也可為銷(Pt)和其它金屬進行組合的2成分系的銷(Pt)合金,或銷(Pt)和巧中 W上的其它金屬進行組合的3成分系W上的銷(Pt)合金。具體說來,作為2成分系的銷(Pt) 合金,可例示儀銷(Pt化)、鉆銷(PtCo)等。
[0161] 儀(Ni)合金只要為儀(Ni)與能夠形成合金的其它金屬的組合的合金即可,無特別 的限制。例如,也可為儀(Ni)和其它金屬進行組合的2成分系的儀(Ni)合金,或儀(Ni)和巧中 W上的其它金屬進行組合的3成分系W上的儀(Ni)合金。具體說來,作為2成分系的儀(Ni) 合金,可例示鶴儀(NiW)等。
[0162] 在殼部5中,含有銷(Pt)和銷(Pt)合金中的至少一種的金屬。銷(Pt)合金,只要為 銷(Pt)和能夠形成合金的其它金屬的組合的合金即可,無特別的限制。例如,也可為銷(Pt) 和其它金屬進行組合的2成分系的銷(Pt)合金,或銷(Pt)和巧巾W上的其它金屬進行組合的 3成分系W上的銷(Pt)合金。具體說來,作為2成分系的銷(Pt)合金,可例示儀銷(PtNi)、鉆 銷(PtCo)、銷釘(PtRu)、銷鋼(PtMo) W及銷鐵(PtTi)等。另外,為使其在殼部5中對一氧化碳 (CO)具有抗中毒性,其優(yōu)選使用銷釘(PtRu)合金。
[0163] 如于圖3、4所示的電極用催化劑1B、1C那樣,在采用殼部5由第1殼部6和第2殼部7 所構成的雙層結構的情況下,特別是從降低電極用催化劑1的制造成本的角度考慮,也可將 貴金屬W外的金屬元素作為主要成分。具體說來,忍部4優(yōu)選為含有銷(Pt)、鈕(Pd) W外的 金屬元素金屬、金屬化合物W及金屬與金屬化合物的混合物。更優(yōu)選含有貴金屬W外的金 屬元素的金屬、金屬化合物W及金屬和金屬化合物的混合物。
[0164] 于殼部5所含有的銷(Pt)的擔載量,相對于電極用催化劑1的重量為5~30重量%、 優(yōu)選為8~25重量%。銷(Pt)的擔載量若為5重量% ^上,由于能夠成分發(fā)揮作為電極用催 化劑的催化活性,為優(yōu)選;若銷(Pt)的擔載量為30重量%^下,由于能夠降低銷(Pt)的使用 量,從制造成本的角度考慮為優(yōu)選。
[0165] 在殼部5為由第1殼部6和第2殼部7所構成的雙層結構的情況下,其優(yōu)選,第1殼部6 含有選自鈕(Pd)、鈕(Pd)合金、銷(Pt)合金、金(Au)、儀(Ni) W及儀(Ni)合金的組中的至少 一種的金屬,且優(yōu)選含有鈕(Pd)單質的金屬。
[0166] 從進一步提高且容易得到電極用催化劑IBUC的催化活性的角度考慮,第1殼部6 其更優(yōu)選W鈕(Pd)單質作為主要成分(50wt% W上)的構成;特別優(yōu)選為僅由鈕(Pd)單質所 構成。
[0167] 第2殼部7優(yōu)選含有銷(Pt)和銷(Pt)合金中的至少一種的金屬,更優(yōu)選含有銷(Pt) 單質。
[0168] 從進一步提高且容易得到電極用催化劑IBUC的催化活性的角度考慮,第2殼部7 更優(yōu)選W銷(Pt)單質作為主要成分(50wt% W上)的構成;特別優(yōu)選僅由銷(Pt)單質所構 成。
[0169] 電極用催化劑1,同時滿足用下述式(1)和下述式(2)所表示的條件。
[0170] (X1/M) < 1.2 ? ? ? (1)
[0171] (X2/M) <47.0 ? ? ? (2)
[0172] 在所述式(1)和所述式(2)中,M表示使用基于由循環(huán)伏安法得到的氨吸附波的電 化學性表面積化CSA)而算出的所述殼部5或第2殼部7的構成金屬元素的物質量(原子數(shù))。
[0173] Xl表示基于通過X射線巧光(XRF)分析法所測定的漠 (Br)形態(tài)的含量而算出的漠 (Br)的物質量(原子數(shù))。
[0174] X2表示基于通過X射線巧光(XRF)分析法所測定的氯(Cl)形態(tài)的含量而算出的氯 (Cl)的物質量(原子數(shù))。
[0175] 電極用催化劑1即使在(X2/M)的值(即,單位殼部5或第2殼部7的構成金屬元素的 物質量(原子數(shù))所對應的氯(Cl)物質量(原子量))超過47.0的情況下,通過將(X1/M)的值 (即,單位殼部5或第2殼部7的構成金屬元素的物質量(原子數(shù))所對應的漠(Br)的物質量 (原子數(shù)))控制在1.2W下,仍能夠充分發(fā)揮作為電極用催化劑的催化活性。另外,從電極用 催化劑1不歷經(jīng)除去氯的特別復雜的制造工藝方面考慮,適合于批量生產(chǎn),也適合于降低制 造成本。
[0176] 電極用催化劑1的漠 (Br)的物質量(原子數(shù))X1和氯(Cl)物質量(原子數(shù))X2,分別 基于通過X射線巧光(XR巧分析法所測定的漠 (Br)形態(tài)和氯(Cl)形態(tài)的含量所計算。
[0177] 在此,通過X射線巧光(XRF)分析法對于電極用催化劑1所含有的漠 (Br)形態(tài)所測 定的值為漠 (Br)形態(tài)的含量。同樣,通過X射線巧光(XRF)分析法對于電極用催化劑1所含有 的氯(Cl)形態(tài)所測定的值為氯(Cl)形態(tài)的含量。
[0178] 另外,漠 (Br)形態(tài)的含量和氯(Cl)形態(tài)的含量分別為被換算為在電極用催化劑1 所含有的漠元素的漠原子和被換算為在電極用催化劑1所含有的氯元素的氯原子的含量。
[0179] X射線巧光(XRF)分析法為通過對含有某種元素 A的試樣照射1次X射線,使其發(fā)生 元素 A的X射線巧光,從而測定有關元素 A的X射線巧光的強度,進而進行于試樣中所含有的 要素 A的定量分析的方法。在使用X射線巧光(XRF)分析法進行定量分析的情況下,也可采用 理論演算的基本參數(shù)法(FP法)。
[0180] FP法,若想全面掌握于試樣中所含有的元素形態(tài)及其組成,則利用能夠理論性計 算各自的X射線巧光(XRF)的強度的方法。并且,F(xiàn)P法W與測定試樣所得到的各元素的X射線 巧光(XR巧一致的方式推定組成。
[0181] X射線巧光(XRF)分析法,通過使用能量色散型X射線巧光(XRF)分析裝置、掃描式X 射線巧光(XRF)分析裝置W及多元素同時型X射線巧光(XRF)分析裝置等的通用X射線巧光 (XRF)分析裝置而實行。X射線巧光(XRF)分析裝置含有軟件,通過該軟件針對元素 A的X射線 巧光(XR巧強度和元素 A的濃度之間的關系的實驗數(shù)據(jù)處理。
[0182] 軟件若為在X射線巧光(XRF)分析法中通常所使用者即可,并無特別的限制。
[018引例如,作為軟件,可采用使用了 FP法的通用X射線巧光(XRF)分析裝置用的軟件"解 析軟件:'UniQuant5'"等。另外,作為X射線巧光(XRF)分析裝置,可例示例如波長色散型全 自動X射線巧光分析裝置(商品名稱:Axios'阿克西奧斯' KSpectris Co. ,Ltd.制造)。
[0184] 電極用催化劑I的上述(Xl/M)的值為1.下。另外,從更為確切的獲得本發(fā)明的 效果的角度考慮,(X1/M)的值優(yōu)選為0.7W下,更優(yōu)選為0.4W下,特別優(yōu)選為0.2W下。(XI/ M)的值若為1.2W下,則即使在電極用催化劑1中含有高濃度的氯(Cl)形態(tài)的情況下,作為 電極用催化劑也能夠充分發(fā)揮催化活性,因此被優(yōu)選。
[0185] 由于使上述(X1/M)的值為1.2W下,進而需要謹慎的選擇為電極用催化劑1的原材 料的金屬化合物和在電極用催化劑1的各制造工藝中所使用的試劑。具體說來,作為電極用 催化劑1的原材料的金屬化合物,可列舉,作為電極用催化劑1的原材料的金屬化合物,使用 不產(chǎn)生漠(Br)形態(tài)的金屬化合物、選擇不含有漠(Br)形態(tài)的化合物作為在電極用催化劑1 的制造工藝所使用的試劑等。
[0186] 進一步,上述電極用催化劑1的上述(X2/M)為47.OW下,優(yōu)選為40.OW下,更優(yōu)選 為35.0 W下,進一步優(yōu)選為30.0 W下,特別優(yōu)選為15.0 W下。進一步,(X2/M)的值特別優(yōu)選 為10.OW下。
[0187] 若(X2/M)的值為47.OW下,則依其氯(Cl)形態(tài)的影響,作為電極用催化劑1,能夠 充分發(fā)揮催化活性,因此被優(yōu)選。進一步,若(X2/M)的值為47.OW下,由于在電極用催化劑1 的制造工藝中,不歷經(jīng)除去氯(Cl)形態(tài)的制造工藝也能夠制造電極用催化劑1,因此被優(yōu) 選。
[0188] 本發(fā)明的電極用催化劑1,其上述(X2/M)的值即使超過4.5,進一步,即使超過23, 也能夠充分發(fā)揮作為電極用催化劑的性能。
[0189] 目P,本發(fā)明的電極用催化劑具有如下特點的技術特征:著眼于漠(Br)形態(tài),通過將 上述(X1/M)的值規(guī)定為1.2W下,運樣,即使上述(X2/M)的值超過4.5(47.0^下),也能夠充 分發(fā)揮作為電極用催化劑的性能。
[0190] 由于將上述(X2/M)的值規(guī)定為47.OW下,進而需要謹慎的選擇為電極用催化劑1 的原材料的金屬化合物和在電極用催化劑的制造工藝所使用的試劑。具體說來,可列舉,作 為電極用催化劑1的原材料的金屬化合物,使用不產(chǎn)生氯(Cl)形態(tài)的金屬化合物、選擇不含 有氯(Cl)形態(tài)的化合物作為在電極用催化劑1的制造工藝中所使用的試劑。
[0191] 進一步,通過采用后面所述的氯降低法,能夠將氯(Cl)形態(tài)大幅度降低。
[0192] <電極用催化劑的制造方法>
[0193] 電極用催化劑1的制造方法包括:制造電極用催化劑前體的工藝;和W滿足(X1/M) 的值為1.2W下、且(X2/M)的值為47.OW下的條件的方式對該催化劑前體進行清洗的工藝。
[0194] (電極用催化劑前體的制造工藝)
[0195] 電極用催化劑1的電極用催化劑前體,其通過將電極用催化劑的催化劑成分(忍部 4和殼部5)擔載在載體2上而制造。
[0196] 關于電極用催化劑前體的制造方法,只要能夠將電極用催化劑1的催化劑成分擔 載在載體2上的方法即可,無特別的限制。
[0197] 例如,可例示采用了下述方法的制造方法:將含有電極用