JPH111788A - ヒドロキシルアミン溶液を精製し、ヒドロキシルアミン塩をヒドロキシルアミンに転化する方法 - Google Patents
ヒドロキシルアミン溶液を精製し、ヒドロキシルアミン塩をヒドロキシルアミンに転化する方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- C01B21/14—Hydroxylamine; Salts thereof
- C01B21/1409—Preparation
- C01B21/1445—Preparation of hydoxylamine from its salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電気化学セルを用いて、高純度のヒドロキシ
ルアミン溶液およびヒドロキシルアンモニウム塩溶液を
提供すること。 【解決手段】 アノード、カソード、カチオン選択性膜
およびアニオン選択性膜を含む電気化学セルを構成し、
カチオン選択性膜とアニオン選択性膜との間に供給隔室
を規定し、カチオン選択性膜とカソードとの間に回収室
を規定し、アノード極とアニオン選択性膜との間に酸隔
室を規定する。ヒドロキシルアンモニウム塩溶液を供給
隔室に充填し、回収室からヒドロキシルアミンを回収す
る。
ルアミン溶液およびヒドロキシルアンモニウム塩溶液を
提供すること。 【解決手段】 アノード、カソード、カチオン選択性膜
およびアニオン選択性膜を含む電気化学セルを構成し、
カチオン選択性膜とアニオン選択性膜との間に供給隔室
を規定し、カチオン選択性膜とカソードとの間に回収室
を規定し、アノード極とアニオン選択性膜との間に酸隔
室を規定する。ヒドロキシルアンモニウム塩溶液を供給
隔室に充填し、回収室からヒドロキシルアミンを回収す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学セルを用
いて、ヒドロキシルアミン溶液を精製し、そしてヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液をヒドロキシルアミンに転化
することに関する。
いて、ヒドロキシルアミン溶液を精製し、そしてヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液をヒドロキシルアミンに転化
することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシル
アンモニウム塩は、種々の用途がある化合物である。例
えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウムは、液体推進剤の
成分および写真操作での還元剤として使用できる。これ
らの用途の一部では、高純度のヒドロキシルアンモニウ
ム塩溶液が入手可能であるのが望ましい。
アンモニウム塩は、種々の用途がある化合物である。例
えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウムは、液体推進剤の
成分および写真操作での還元剤として使用できる。これ
らの用途の一部では、高純度のヒドロキシルアンモニウ
ム塩溶液が入手可能であるのが望ましい。
【０００３】ヒドロキシルアミンは、特に、製薬工業お
よび農業において、化学プロセスの中間体として有用で
ある。それはまた、ストリッパー調合物としても有用で
ある。ストリッパー調合物は、基板からフォトレジスト
を除去するまたは基板を清浄にするのに使用できる。例
えば、ヒドロキシルアミンストリッパー溶液は、金属箔
からポリイミドコーティングを取り除くのに使用され
る。ヒドロキシルアミンストリッパー溶液は、印刷回路
板および半導体工業で広く使用されている。しばしば、
ヒドロキシルアミン溶液(特に、ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液から調製した溶液)は、望ましくない量の不
純物(例えば、塩、酸、金属および不要有機物質)を含有
する。それゆえ、高純度のヒドロキシルアミン溶液も必
要とされている。
よび農業において、化学プロセスの中間体として有用で
ある。それはまた、ストリッパー調合物としても有用で
ある。ストリッパー調合物は、基板からフォトレジスト
を除去するまたは基板を清浄にするのに使用できる。例
えば、ヒドロキシルアミンストリッパー溶液は、金属箔
からポリイミドコーティングを取り除くのに使用され
る。ヒドロキシルアミンストリッパー溶液は、印刷回路
板および半導体工業で広く使用されている。しばしば、
ヒドロキシルアミン溶液(特に、ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液から調製した溶液)は、望ましくない量の不
純物(例えば、塩、酸、金属および不要有機物質)を含有
する。それゆえ、高純度のヒドロキシルアミン溶液も必
要とされている。
【０００４】ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルア
ンモニウム塩を製造するには、いくつかの製造方法があ
る。しかしながら、これらの方法の一部では、ある用途
で必要とされる高純度のヒドロキシルアミン溶液または
ヒドロキシルアンモニウム塩溶液が得られない。結果的
に、多量の高純度ヒドロキシルアミン溶液およびヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液の相当な需要がある。
ンモニウム塩を製造するには、いくつかの製造方法があ
る。しかしながら、これらの方法の一部では、ある用途
で必要とされる高純度のヒドロキシルアミン溶液または
ヒドロキシルアンモニウム塩溶液が得られない。結果的
に、多量の高純度ヒドロキシルアミン溶液およびヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液の相当な需要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題の
解決を課題とするものであり、その目的とするところ
は、電気化学セルを用いて、高純度のヒドロキシルアミ
ン溶液およびヒドロキシルアンモニウム塩溶液を提供す
ることである。
解決を課題とするものであり、その目的とするところ
は、電気化学セルを用いて、高純度のヒドロキシルアミ
ン溶液およびヒドロキシルアンモニウム塩溶液を提供す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する
方法であって、以下を包含する方法である：(A)アノー
ド、カソード、カチオン選択性膜およびアニオン選択性
膜を含む電気化学セルを提供することであって、ここ
で、該カチオン選択性膜は、該カソードと該アニオン選
択性膜との間に位置しており、そして該アニオン選択性
膜は、該カチオン選択性膜と該アノードとの間に位置し
ており、それにより、該カチオン選択性膜と該アニオン
選択性膜との間で供給隔室を規定し、該カソードと該カ
チオン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該ア
ニオン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定する
こと；(B)第一の溶液を該酸隔室に充填し、そして第二
の溶液を該回収隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；
(D)該電気化学セルに電流を通して、該回収隔室にヒド
ロキシルアミンを生成すること；および(E)該回収隔室
からヒドロキシルアミンを回収すること。そのことによ
り上記目的が達成される。
アンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する
方法であって、以下を包含する方法である：(A)アノー
ド、カソード、カチオン選択性膜およびアニオン選択性
膜を含む電気化学セルを提供することであって、ここ
で、該カチオン選択性膜は、該カソードと該アニオン選
択性膜との間に位置しており、そして該アニオン選択性
膜は、該カチオン選択性膜と該アノードとの間に位置し
ており、それにより、該カチオン選択性膜と該アニオン
選択性膜との間で供給隔室を規定し、該カソードと該カ
チオン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該ア
ニオン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定する
こと；(B)第一の溶液を該酸隔室に充填し、そして第二
の溶液を該回収隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；
(D)該電気化学セルに電流を通して、該回収隔室にヒド
ロキシルアミンを生成すること；および(E)該回収隔室
からヒドロキシルアミンを回収すること。そのことによ
り上記目的が達成される。
【０００７】好適な実施態様において、上記電気化学セ
ルは、さらに、前記アニオン選択性膜と前記アノードと
の間に位置している両極性膜を含み、該両極性膜は、該
アノードに面したアニオン選択側および前記カソードに
面したカチオン選択側を有し、それにより、前記カチオ
ン選択性膜と該カソードとの間で回収隔室を規定し、該
アニオン選択性膜と該カチオン選択性膜の間で供給隔室
を規定し、該両極性膜と該アニオン選択性膜との間で酸
隔室を規定し、そして該アノードと該両極性膜との間で
水隔室を規定し、イオン溶液が該水隔室に充填される。
ルは、さらに、前記アニオン選択性膜と前記アノードと
の間に位置している両極性膜を含み、該両極性膜は、該
アノードに面したアニオン選択側および前記カソードに
面したカチオン選択側を有し、それにより、前記カチオ
ン選択性膜と該カソードとの間で回収隔室を規定し、該
アニオン選択性膜と該カチオン選択性膜の間で供給隔室
を規定し、該両極性膜と該アニオン選択性膜との間で酸
隔室を規定し、そして該アノードと該両極性膜との間で
水隔室を規定し、イオン溶液が該水隔室に充填される。
【０００８】好適な実施態様において、上記電気化学セ
ルは、さらに、前記カチオン選択性膜と前記カソードと
の間に位置している両極性膜を含み、該両極性膜は、前
記アノードに面したアニオン選択側および該カソードに
面したカチオン選択側を有し、それにより、該カチオン
選択性膜と該両極性膜との間で回収隔室を規定し、前記
アニオン選択性膜と該カチオン選択性膜との間で供給隔
室を規定し、該アノードと該アニオン選択性膜との間で
酸隔室を規定し、そして該カソードと該両極性膜との間
で水隔室を規定し、イオン溶液が該水隔室に充填され
る。
ルは、さらに、前記カチオン選択性膜と前記カソードと
の間に位置している両極性膜を含み、該両極性膜は、前
記アノードに面したアニオン選択側および該カソードに
面したカチオン選択側を有し、それにより、該カチオン
選択性膜と該両極性膜との間で回収隔室を規定し、前記
アニオン選択性膜と該カチオン選択性膜との間で供給隔
室を規定し、該アノードと該アニオン選択性膜との間で
酸隔室を規定し、そして該カソードと該両極性膜との間
で水隔室を規定し、イオン溶液が該水隔室に充填され
る。
【０００９】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
【００１０】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
【００１１】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
【００１２】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
【００１３】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
【００１４】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、窒素含有化合物をヒドロキシ
ルアンモニウム塩に転化することを含む電気化学プロセ
スにより形成される。
ルアンモニウム塩溶液は、窒素含有化合物をヒドロキシ
ルアンモニウム塩に転化することを含む電気化学プロセ
スにより形成される。
【００１５】好適な実施態様において、上記方法は、さ
らに、上記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
らに、上記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
【００１６】好適な実施態様において、上記方法は、定
電位条件下で行われる。
電位条件下で行われる。
【００１７】好適な実施態様において、上記カソード
は、気体拡散カソードを含む。
は、気体拡散カソードを含む。
【００１８】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、水銀カソードおよびディバイダ
ーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノー
ドと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、
そして該カソードと該セパレーターとの間でカソード液
隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に
充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填す
る工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加す
る工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液を得る工程。
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、水銀カソードおよびディバイダ
ーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノー
ドと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、
そして該カソードと該セパレーターとの間でカソード液
隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に
充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填す
る工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加す
る工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液を得る工程。
【００１９】本発明はまた、ヒドロキシルアンモニウム
塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する方法であっ
て、以下を包含する方法である：(A)アノード、カソー
ド、カチオン選択性膜および両極性膜を含む電気化学セ
ルを提供することであって、該両極性膜は、該アノード
に面したアニオン選択側および該カソードに面したカチ
オン選択側を有し、ここで、該カチオン選択性膜は、該
アノードと該両極性膜との間に位置しており、そして該
両極性膜は、該カチオン選択性膜と該カソードとの間に
位置しており、それにより、該カチオン選択性膜と該ア
ノードとの間で供給隔室を規定し、該両極性膜と該カチ
オン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該両極
性膜と該カソードとの間で水隔室を規定すること；(B)
イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を該回収
隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシルアンモニウム
塩溶液を該供給隔室に充填すること；(D)該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および(E)該回収隔室から該ヒドロキシ
ルアミンを回収すること。
塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する方法であっ
て、以下を包含する方法である：(A)アノード、カソー
ド、カチオン選択性膜および両極性膜を含む電気化学セ
ルを提供することであって、該両極性膜は、該アノード
に面したアニオン選択側および該カソードに面したカチ
オン選択側を有し、ここで、該カチオン選択性膜は、該
アノードと該両極性膜との間に位置しており、そして該
両極性膜は、該カチオン選択性膜と該カソードとの間に
位置しており、それにより、該カチオン選択性膜と該ア
ノードとの間で供給隔室を規定し、該両極性膜と該カチ
オン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該両極
性膜と該カソードとの間で水隔室を規定すること；(B)
イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を該回収
隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシルアンモニウム
塩溶液を該供給隔室に充填すること；(D)該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および(E)該回収隔室から該ヒドロキシ
ルアミンを回収すること。
【００２０】好適な実施態様において、上記電気化学セ
ルは、さらに、前記両極性膜と前記カチオン選択性膜と
の間に位置している第二カチオン選択性膜を含み、それ
により、該両極性膜と前記カソードとの間で水隔室を規
定し、該第二カチオン選択性膜と該カチオン選択性膜と
の間で回収隔室を規定し、該カチオン選択性膜と該第二
カチオン選択性膜との間でパージ隔室を規定し、そして
前記アノードと該カチオン選択性膜との間で供給隔室を
規定し、ここで、第二溶液が該パージ隔室に充填され
る。
ルは、さらに、前記両極性膜と前記カチオン選択性膜と
の間に位置している第二カチオン選択性膜を含み、それ
により、該両極性膜と前記カソードとの間で水隔室を規
定し、該第二カチオン選択性膜と該カチオン選択性膜と
の間で回収隔室を規定し、該カチオン選択性膜と該第二
カチオン選択性膜との間でパージ隔室を規定し、そして
前記アノードと該カチオン選択性膜との間で供給隔室を
規定し、ここで、第二溶液が該パージ隔室に充填され
る。
【００２１】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
【００２２】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
【００２３】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
【００２４】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
【００２５】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
【００２６】好適な実施態様において、上記方法は、さ
らに、前記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
らに、前記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
【００２７】好適な実施態様において、上記方法は、定
電位条件下で行われる。
電位条件下で行われる。
【００２８】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、カソードおよびディバイダーを
含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノードと
該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、そし
て該カソードと該セパレーターとの間でカソード液隔室
を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に充填
し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填する工
程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加する工
程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシルアン
モニウム塩溶液を得る工程。
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、カソードおよびディバイダーを
含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノードと
該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、そし
て該カソードと該セパレーターとの間でカソード液隔室
を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に充填
し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填する工
程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加する工
程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシルアン
モニウム塩溶液を得る工程。
【００２９】好適な実施態様において、上記カソード
は、水銀を含む。
は、水銀を含む。
【００３０】本発明はまた、ヒドロキシルアンモニウム
塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する方法であっ
て、以下を包含する方法である：(A)アノード、カソー
ド、アニオン選択性膜および両極性膜を含む電気化学セ
ルを提供することであって、該両極性膜は、該アノード
に面したアニオン選択側および該カソードに面したカチ
オン選択側を有し、ここで、該アニオン選択性膜は、該
アノードと該両極性膜との間に位置しており、そして該
両極性膜は、該アニオン選択性膜と該カソードとの間に
位置しており、それにより、該アニオン選択性膜と該両
極性膜との間で供給−回収隔室を規定し、該両極性膜と
該カソードとの間で水隔室を規定し、そして該アニオン
選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定すること；
(B)イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を該
酸隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシルアンモニウ
ム塩溶液を該供給−回収隔室に充填すること；(D)該電
気化学セルに電流を通して、該供給−回収隔室にヒドロ
キシルアミンを生成すること；および(E)該供給−回収
隔室からヒドロキシルアミンを回収すること。
塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する方法であっ
て、以下を包含する方法である：(A)アノード、カソー
ド、アニオン選択性膜および両極性膜を含む電気化学セ
ルを提供することであって、該両極性膜は、該アノード
に面したアニオン選択側および該カソードに面したカチ
オン選択側を有し、ここで、該アニオン選択性膜は、該
アノードと該両極性膜との間に位置しており、そして該
両極性膜は、該アニオン選択性膜と該カソードとの間に
位置しており、それにより、該アニオン選択性膜と該両
極性膜との間で供給−回収隔室を規定し、該両極性膜と
該カソードとの間で水隔室を規定し、そして該アニオン
選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定すること；
(B)イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を該
酸隔室に充填すること；(C)該ヒドロキシルアンモニウ
ム塩溶液を該供給−回収隔室に充填すること；(D)該電
気化学セルに電流を通して、該供給−回収隔室にヒドロ
キシルアミンを生成すること；および(E)該供給−回収
隔室からヒドロキシルアミンを回収すること。
【００３１】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、ヒドロキシルアミン
を含有する。
【００３２】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムおよび塩化ヒドロキシルアンモニウムの
少なくとも１種を含有する。
【００３３】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、塩酸メチルヒドロキシルアミ
ン、塩酸エチルヒドロキシルアミン、塩酸プロピルヒド
ロキシルアミン、塩酸イソプロピルヒドロキシルアミン
および塩酸ジエチルヒドロキシルアミンの少なくとも１
種を含有する。
【００３４】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、硝酸、硫酸、リン酸
および塩酸の少なくとも１種を含有する。
【００３５】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
ルアンモニウム塩溶液は、さらに、少なくとも１種の安
定剤を含有する。
【００３６】好適な実施態様において、上記方法は、さ
らに、前記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
らに、前記回収したヒドロキシルアミンを、逆浸透ユニ
ット、イオン交換樹脂または蒸留装置に通すことを包含
する。
【００３７】好適な実施態様において、上記ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、水銀カソードおよびディバイダ
ーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノー
ドと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、
そして該カソードと該セパレーターとの間でカソード液
隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に
充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填す
る工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加す
る工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液を得る工程。
ルアンモニウム塩溶液は、以下の工程を含むプロセスか
ら得られる：アノード、水銀カソードおよびディバイダ
ーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノー
ドと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、
そして該カソードと該セパレーターとの間でカソード液
隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に
充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填す
る工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加す
る工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液を得る工程。
【００３８】１実施態様では、本発明は、ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する
方法を提供し、該方法は、以下を包含する：アノード、
カソード、カチオン選択性膜およびアニオン選択性膜を
含む電気化学セルを提供することであって、ここで、該
カチオン選択性膜は、該カソードと該アニオン選択性膜
との間に位置しており、そして該アニオン選択性膜は、
該カチオン選択性膜と該アノードとの間に位置してお
り、それにより、該カチオン選択性膜と該アニオン選択
性膜との間で供給隔室を規定し、該カソードと該カチオ
ン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該アニオ
ン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定するこ
と；第一の溶液を該酸隔室に充填し、そして第二の溶液
を該回収隔室に充填すること；該ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および該回収隔室からヒドロキシルアミ
ンを回収すること。
アンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製する
方法を提供し、該方法は、以下を包含する：アノード、
カソード、カチオン選択性膜およびアニオン選択性膜を
含む電気化学セルを提供することであって、ここで、該
カチオン選択性膜は、該カソードと該アニオン選択性膜
との間に位置しており、そして該アニオン選択性膜は、
該カチオン選択性膜と該アノードとの間に位置してお
り、それにより、該カチオン選択性膜と該アニオン選択
性膜との間で供給隔室を規定し、該カソードと該カチオ
ン選択性膜との間で回収隔室を規定し、そして該アニオ
ン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室を規定するこ
と；第一の溶液を該酸隔室に充填し、そして第二の溶液
を該回収隔室に充填すること；該ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および該回収隔室からヒドロキシルアミ
ンを回収すること。
【００３９】他の実施態様では、本発明は、ヒドロキシ
ルアンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製す
る方法を提供し、該方法は、以下を包含する：アノー
ド、カソード、カチオン選択性膜および両極性膜を含む
電気化学セルを提供することであって、該両極性膜は、
該アノードに面したアニオン選択側および該カソードに
面したカチオン選択側を有し、ここで、該カチオン選択
性膜は、該アノードと該両極性膜との間に位置してお
り、そして該両極性膜は、該カチオン選択性膜と該カソ
ードとの間に位置しており、それにより、該カチオン選
択性膜と該アノードとの間で供給隔室を規定し、該両極
性膜と該カチオン選択性膜との間で回収隔室を規定し、
そして該両極性膜と該カソードとの間で水隔室を規定す
ること；イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液
を該回収隔室に充填すること；該ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および該回収隔室から該ヒドロキシルア
ミンを回収すること。
ルアンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを調製す
る方法を提供し、該方法は、以下を包含する：アノー
ド、カソード、カチオン選択性膜および両極性膜を含む
電気化学セルを提供することであって、該両極性膜は、
該アノードに面したアニオン選択側および該カソードに
面したカチオン選択側を有し、ここで、該カチオン選択
性膜は、該アノードと該両極性膜との間に位置してお
り、そして該両極性膜は、該カチオン選択性膜と該カソ
ードとの間に位置しており、それにより、該カチオン選
択性膜と該アノードとの間で供給隔室を規定し、該両極
性膜と該カチオン選択性膜との間で回収隔室を規定し、
そして該両極性膜と該カソードとの間で水隔室を規定す
ること；イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液
を該回収隔室に充填すること；該ヒドロキシルアンモニ
ウム塩溶液を該供給隔室に充填すること；該電気化学セ
ルに電流を通して、該回収隔室にヒドロキシルアミンを
生成すること；および該回収隔室から該ヒドロキシルア
ミンを回収すること。
【００４０】さらに他の実施態様では、本発明は、ヒド
ロキシルアンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを
調製する方法を提供し、該方法は、以下を包含する：ア
ノード、カソード、アニオン選択性膜および両極性膜を
含む電気化学セルを提供することであって、該両極性膜
は、該アノードに面したアニオン選択側および該カソー
ドに面したカチオン選択側を有し、ここで、該アニオン
選択性膜は、該アノードと該両極性膜との間に位置して
おり、そして該両極性膜は、該アニオン選択性膜と該カ
ソードとの間に位置しており、それにより、該アニオン
選択性膜と該両極性膜との間で供給−回収隔室を規定
し、該両極性膜と該カソードとの間で水隔室を規定し、
そして該アニオン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室
を規定すること；イオン性溶液を該水隔室に充填し、そ
して溶液を該酸隔室に充填すること；該ヒドロキシルア
ンモニウム塩溶液を該供給−回収隔室に充填すること；
該電気化学セルに電流を通して、該供給−回収隔室にヒ
ドロキシルアミンを生成すること；および該供給−回収
隔室からヒドロキシルアミンを回収すること。
ロキシルアンモニウム塩溶液からヒドロキシルアミンを
調製する方法を提供し、該方法は、以下を包含する：ア
ノード、カソード、アニオン選択性膜および両極性膜を
含む電気化学セルを提供することであって、該両極性膜
は、該アノードに面したアニオン選択側および該カソー
ドに面したカチオン選択側を有し、ここで、該アニオン
選択性膜は、該アノードと該両極性膜との間に位置して
おり、そして該両極性膜は、該アニオン選択性膜と該カ
ソードとの間に位置しており、それにより、該アニオン
選択性膜と該両極性膜との間で供給−回収隔室を規定
し、該両極性膜と該カソードとの間で水隔室を規定し、
そして該アニオン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室
を規定すること；イオン性溶液を該水隔室に充填し、そ
して溶液を該酸隔室に充填すること；該ヒドロキシルア
ンモニウム塩溶液を該供給−回収隔室に充填すること；
該電気化学セルに電流を通して、該供給−回収隔室にヒ
ドロキシルアミンを生成すること；および該供給−回収
隔室からヒドロキシルアミンを回収すること。
【００４１】本発明の結果として、高純度のヒドロキシ
ルアミン溶液を得ることができる。
ルアミン溶液を得ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】「ヒドロカルビル」との用語は、
ここでは、純粋なヒドロカルビル基だけでなく、実質的
なヒドロカルビル基を包含するように使用する。これら
の基が実質的にヒドロカルビルであるという記述は、こ
れらの基が、ここで記述の用途に関連したこのような基
のヒドロカルビル特性または性質に著しい影響を与える
非ヒドロカルビル置換基または非炭素原子を含有しない
ことを意味する。本発明に関連して有用であり得るヒド
ロカルビル置換基の例には、アルキル置換基、アルケニ
ル置換基、脂環式置換基および芳香族置換基が包含され
る。
ここでは、純粋なヒドロカルビル基だけでなく、実質的
なヒドロカルビル基を包含するように使用する。これら
の基が実質的にヒドロカルビルであるという記述は、こ
れらの基が、ここで記述の用途に関連したこのような基
のヒドロカルビル特性または性質に著しい影響を与える
非ヒドロカルビル置換基または非炭素原子を含有しない
ことを意味する。本発明に関連して有用であり得るヒド
ロカルビル置換基の例には、アルキル置換基、アルケニ
ル置換基、脂環式置換基および芳香族置換基が包含され
る。
【００４３】ヒドロキシルアミンは、次式により表わす
ことができる： (NR1R2OH) ここで、R1およびR2は、独立して、水素または１個〜約
６個の炭素原子を含有するヒドロカルビルであり、好ま
しくは、独立して、水素または１個〜約３個の炭素原子
を含有するヒドロカルビルである。
ことができる： (NR1R2OH) ここで、R1およびR2は、独立して、水素または１個〜約
６個の炭素原子を含有するヒドロカルビルであり、好ま
しくは、独立して、水素または１個〜約３個の炭素原子
を含有するヒドロカルビルである。
【００４４】ヒドロキシルアンモニウム塩は、次式によ
り表わすことができる： (NHR1R2OH)+ yX-y ここで、R1およびR2は、独立して、水素または１個〜約
６個の炭素原子を含有するヒドロカルビルであり、好ま
しくは、独立して、水素または１個〜約３個の炭素原子
を含有するヒドロカルビルであり、Xは、酸または塩の
アニオンであり、そしてｙは、Xの原子価に等しい数で
ある。アニオンの具体例には、Cl-、Br-、SO4 -2、HS
O4 -、PO4 -3、H2PO4 -1、HPO4 -2、NO3 -、HCO3 -、CO3 -2、C
lO-、H2CO2 -、CH3CO2 -、CH3CH2CO2 -などが包含される。
R1およびR2の具体例には、水素、メチル、エチル、プロ
ピル(イソプロピルを含めて)、ブチルなどが包含され
る。R1およびR2の少なくとも１個がヒドロカルビルであ
る実施態様では、このヒドロキシルアミンは、有機ヒド
ロキシルアミンであり得る。ヒドロキシルアンモニウム
塩もまた、対応するヒドロキシルアミン化合物(例え
ば、塩酸ヒドロキシルアミン、硫酸ヒドロキシルアミ
ン、リン酸ヒドロキシルアミンなど)を含有する。
り表わすことができる： (NHR1R2OH)+ yX-y ここで、R1およびR2は、独立して、水素または１個〜約
６個の炭素原子を含有するヒドロカルビルであり、好ま
しくは、独立して、水素または１個〜約３個の炭素原子
を含有するヒドロカルビルであり、Xは、酸または塩の
アニオンであり、そしてｙは、Xの原子価に等しい数で
ある。アニオンの具体例には、Cl-、Br-、SO4 -2、HS
O4 -、PO4 -3、H2PO4 -1、HPO4 -2、NO3 -、HCO3 -、CO3 -2、C
lO-、H2CO2 -、CH3CO2 -、CH3CH2CO2 -などが包含される。
R1およびR2の具体例には、水素、メチル、エチル、プロ
ピル(イソプロピルを含めて)、ブチルなどが包含され
る。R1およびR2の少なくとも１個がヒドロカルビルであ
る実施態様では、このヒドロキシルアミンは、有機ヒド
ロキシルアミンであり得る。ヒドロキシルアンモニウム
塩もまた、対応するヒドロキシルアミン化合物(例え
ば、塩酸ヒドロキシルアミン、硫酸ヒドロキシルアミ
ン、リン酸ヒドロキシルアミンなど)を含有する。
【００４５】ヒドロキシルアンモニウム塩のアニオンを
提供できる式HyXで表わされる無機酸の具体例には、硝
酸、ハロゲン酸(例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水
素酸およびヨウ化水素酸)、硫酸、亜硫酸、過塩素酸、
ホウ酸およびリン含有酸(phosphorus acid)(例えば、亜
リン酸およびリン酸)が包含される。硝酸および硫酸
は、好ましい無機酸である。ヒドロキシルアンモニウム
塩のアニオンを提供できる式HyXで表わされる有機酸の
具体例には、カルボン酸およびポリカルボン酸(例え
ば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸な
ど)；有機リン含有酸(例えば、ジメチルリン酸およびジ
メチルホスフィン酸)；およびスルホン酸(例えば、メタ
ンスルホン酸、エタンスルホン酸、1-ペンタンスルホン
酸、1-ヘキサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸など)が包含さ
れる。
提供できる式HyXで表わされる無機酸の具体例には、硝
酸、ハロゲン酸(例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水
素酸およびヨウ化水素酸)、硫酸、亜硫酸、過塩素酸、
ホウ酸およびリン含有酸(phosphorus acid)(例えば、亜
リン酸およびリン酸)が包含される。硝酸および硫酸
は、好ましい無機酸である。ヒドロキシルアンモニウム
塩のアニオンを提供できる式HyXで表わされる有機酸の
具体例には、カルボン酸およびポリカルボン酸(例え
ば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸な
ど)；有機リン含有酸(例えば、ジメチルリン酸およびジ
メチルホスフィン酸)；およびスルホン酸(例えば、メタ
ンスルホン酸、エタンスルホン酸、1-ペンタンスルホン
酸、1-ヘキサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸など)が包含さ
れる。
【００４６】ヒドロキシルアンモニウム塩の具体例に
は、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、硝酸ヒドロキシル
アンモニウム、塩化ヒドロキシルアンモニウム、フッ化
ヒドロキシルアンモニウム、ギ酸ヒドロキシルアンモニ
ウム、酢酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキ
シルアンモニウム、メチルスルホン酸ヒドロキシルアン
モニウム、トルエンスルホン酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、炭酸ヒドロキシルアンモニウムなどが包含される。
は、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、硝酸ヒドロキシル
アンモニウム、塩化ヒドロキシルアンモニウム、フッ化
ヒドロキシルアンモニウム、ギ酸ヒドロキシルアンモニ
ウム、酢酸ヒドロキシルアンモニウム、リン酸ヒドロキ
シルアンモニウム、メチルスルホン酸ヒドロキシルアン
モニウム、トルエンスルホン酸ヒドロキシルアンモニウ
ム、炭酸ヒドロキシルアンモニウムなどが包含される。
【００４７】有機ヒドロキシルアンモニウム塩の例に
は、メチルヒドロキシルアンモニウム塩、エチルヒドロ
キシルアンモニウム塩、プロピルヒドロキシルアンモニ
ウム塩、イソプロピルヒドロキシルアンモニウム塩、お
よびジエチルヒドロキシルアンモニウム塩が包含され
る。有機ヒドロキシルアンモニウム塩の具体例には、塩
酸メチルヒドロキシルアミン、塩酸エチルヒドロキシル
アミン、塩酸プロピルヒドロキシルアミン、塩酸イソプ
ロピルヒドロキシルアミン、および塩酸ジエチルヒドロ
キシルアミン、および他の対応する塩が包含される。
は、メチルヒドロキシルアンモニウム塩、エチルヒドロ
キシルアンモニウム塩、プロピルヒドロキシルアンモニ
ウム塩、イソプロピルヒドロキシルアンモニウム塩、お
よびジエチルヒドロキシルアンモニウム塩が包含され
る。有機ヒドロキシルアンモニウム塩の具体例には、塩
酸メチルヒドロキシルアミン、塩酸エチルヒドロキシル
アミン、塩酸プロピルヒドロキシルアミン、塩酸イソプ
ロピルヒドロキシルアミン、および塩酸ジエチルヒドロ
キシルアミン、および他の対応する塩が包含される。
【００４８】ヒドロキシルアミンおよび/またはヒドロ
キシルアンモニウム塩を提供する種々の方法は、米国特
許第4,321,313号；第4,645,579号；第4,849,073号；第
4,968,394号；第5,281,311号および第5,447,610号；フ
ランス国特許第2,602,802号；および以下で挙げた多く
の文献に記述されており、これらの全ては、それらの関
連する開示について本明細書中で参考として援用されて
いる。フランス国特許第2,602,802号は、硝酸から硝酸
ヒドロキシルアンモニウム溶液を直接生成するための電
解プロセスに関する。米国特許第4,645,579号は、電気
透析法によりヒドロキシルアンモニウム塩水溶液から調
製したヒドロキシルアミン水溶液に関する。米国特許第
4,849,073号は、水銀カソードを用いて、硝酸水溶液か
ら硝酸ヒドロキシルアミンを電解的に生成することに関
する。米国特許第5,281,311号は、ヒドロキシルアミン
溶液またはヒドロキシルアミン塩溶液を製造する電解プ
ロセスに関する。米国特許第5,447,610号は、少なくと
も１種の窒素酸化物およびヒドロキシルアミンを形成す
る中性電解質かヒドロキシルアンモニウム塩を形成する
酸性電解質(例えば、有機酸または無機酸)のいずれかを
含有する混合物を電解的に還元することにより、ヒドロ
キシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム塩を調製
することに関する。硫酸中の一酸化窒素の電気還元によ
るヒドロキシルアミンの生成は、L.J.J. Janssenらによ
り、Electrochimica Acta(1977年、Vol.22、pp. 27-30)
に記述され、そしてM.L. Bathiaらにより、The Canadia
n Journal of Chemical Engineering(Vol. 57、1979年1
0月、pp. 631-7)に記述されている。Janssenらは、白金
カソードを使用し、そしてBathiaらは、炭化タングステ
ン粒子のカソード床を使用している。過塩素酸溶液およ
び硫酸溶液中のバルク白金上での一酸化窒素の電気還元
は、J.A. Colucciらにより、Electrochimica Acta(Vol.
30、No. ４、pp. 521-528、1985年)に記述されてい
る。例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの場合に
は、これらの方法のいくつかには、以下が挙げられる：
塩化ヒドロキシルアンモニウムおよび硝酸ヒドロキシル
アンモニウムの電気透析；硫酸ヒドロキシルアンモニウ
ムおよび硝酸バリウムの反応；硫酸ヒドロキシルアンモ
ニウムおよび硝酸を使用した３工程カチオン交換プロセ
ス；および硝酸の電解還元。
キシルアンモニウム塩を提供する種々の方法は、米国特
許第4,321,313号；第4,645,579号；第4,849,073号；第
4,968,394号；第5,281,311号および第5,447,610号；フ
ランス国特許第2,602,802号；および以下で挙げた多く
の文献に記述されており、これらの全ては、それらの関
連する開示について本明細書中で参考として援用されて
いる。フランス国特許第2,602,802号は、硝酸から硝酸
ヒドロキシルアンモニウム溶液を直接生成するための電
解プロセスに関する。米国特許第4,645,579号は、電気
透析法によりヒドロキシルアンモニウム塩水溶液から調
製したヒドロキシルアミン水溶液に関する。米国特許第
4,849,073号は、水銀カソードを用いて、硝酸水溶液か
ら硝酸ヒドロキシルアミンを電解的に生成することに関
する。米国特許第5,281,311号は、ヒドロキシルアミン
溶液またはヒドロキシルアミン塩溶液を製造する電解プ
ロセスに関する。米国特許第5,447,610号は、少なくと
も１種の窒素酸化物およびヒドロキシルアミンを形成す
る中性電解質かヒドロキシルアンモニウム塩を形成する
酸性電解質(例えば、有機酸または無機酸)のいずれかを
含有する混合物を電解的に還元することにより、ヒドロ
キシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム塩を調製
することに関する。硫酸中の一酸化窒素の電気還元によ
るヒドロキシルアミンの生成は、L.J.J. Janssenらによ
り、Electrochimica Acta(1977年、Vol.22、pp. 27-30)
に記述され、そしてM.L. Bathiaらにより、The Canadia
n Journal of Chemical Engineering(Vol. 57、1979年1
0月、pp. 631-7)に記述されている。Janssenらは、白金
カソードを使用し、そしてBathiaらは、炭化タングステ
ン粒子のカソード床を使用している。過塩素酸溶液およ
び硫酸溶液中のバルク白金上での一酸化窒素の電気還元
は、J.A. Colucciらにより、Electrochimica Acta(Vol.
30、No. ４、pp. 521-528、1985年)に記述されてい
る。例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの場合に
は、これらの方法のいくつかには、以下が挙げられる：
塩化ヒドロキシルアンモニウムおよび硝酸ヒドロキシル
アンモニウムの電気透析；硫酸ヒドロキシルアンモニウ
ムおよび硝酸バリウムの反応；硫酸ヒドロキシルアンモ
ニウムおよび硝酸を使用した３工程カチオン交換プロセ
ス；および硝酸の電解還元。
【００４９】１実施態様では、本発明は、不純物を含有
するヒドロキシルアミン溶液を精製する方法を提供す
る。溶液中のヒドロキシルアミンの量は、約0.1重量％
〜約50重量％、好ましくは、約0.5重量％〜約25重量
％、さらに好ましくは、約1.5重量％〜約10重量％であ
り得る。他の実施態様では、このヒドロキシルアミン溶
液中の不純物には、ヒドロキシルアンモニウム塩が挙げ
られる。このヒドロキシルアミン溶液中のヒドロキシル
アンモニウム塩の量は、約0.1重量％〜約60重量％、好
ましくは、約0.5重量％〜約30重量％、さらに好ましく
は、約１重量％〜約５重量％であり得る。他の不純物に
は、不要有機物質および金属イオン(アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属および遷移金属)が挙げられる。他の実
施態様では、本発明は、ヒドロキシルアンモニウム塩を
ヒドロキシルアミンに転化する方法を提供する。
するヒドロキシルアミン溶液を精製する方法を提供す
る。溶液中のヒドロキシルアミンの量は、約0.1重量％
〜約50重量％、好ましくは、約0.5重量％〜約25重量
％、さらに好ましくは、約1.5重量％〜約10重量％であ
り得る。他の実施態様では、このヒドロキシルアミン溶
液中の不純物には、ヒドロキシルアンモニウム塩が挙げ
られる。このヒドロキシルアミン溶液中のヒドロキシル
アンモニウム塩の量は、約0.1重量％〜約60重量％、好
ましくは、約0.5重量％〜約30重量％、さらに好ましく
は、約１重量％〜約５重量％であり得る。他の不純物に
は、不要有機物質および金属イオン(アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属および遷移金属)が挙げられる。他の実
施態様では、本発明は、ヒドロキシルアンモニウム塩を
ヒドロキシルアミンに転化する方法を提供する。
【００５０】このヒドロキシルアミン溶液またはヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液はまた、ヒドロキシルアミン
が、ある場合には、アンモニアに分解し易いために、ヒ
ドロキシルアミン用の少なくとも１種の安定剤を含有し
得る。１実施態様では、このヒドロキシルアミン溶液ま
たはヒドロキシルアンモニウム塩溶液は、少なくとも２
種の安定剤を含有する。安定剤の例には、キノリン誘導
体、チオカルボン酸、チオサルフェート、フラボン、ヒ
ドロキシアントラキノン、アントシアニジンなどが包含
される。特定の例には、8-ヒドロキシキノリン、モリン
水和物、シアニジニウムクロライド、キナリザリン、ベ
ンゾニトリル、ベンズアミドキシム、イソシアネート、
N-フェニル-N-ヒドロキシチオ尿素、2,3-ジデヒドロヘ
キソノ-1,4-ラクトン、エチレンジアミン四酢酸のアル
カリ金属塩、およびクエルセチンが包含される。この溶
液中の安定剤の量は、この溶液の約５×10-4重量％〜約
１重量％の範囲であり得る。
キシルアンモニウム塩溶液はまた、ヒドロキシルアミン
が、ある場合には、アンモニアに分解し易いために、ヒ
ドロキシルアミン用の少なくとも１種の安定剤を含有し
得る。１実施態様では、このヒドロキシルアミン溶液ま
たはヒドロキシルアンモニウム塩溶液は、少なくとも２
種の安定剤を含有する。安定剤の例には、キノリン誘導
体、チオカルボン酸、チオサルフェート、フラボン、ヒ
ドロキシアントラキノン、アントシアニジンなどが包含
される。特定の例には、8-ヒドロキシキノリン、モリン
水和物、シアニジニウムクロライド、キナリザリン、ベ
ンゾニトリル、ベンズアミドキシム、イソシアネート、
N-フェニル-N-ヒドロキシチオ尿素、2,3-ジデヒドロヘ
キソノ-1,4-ラクトン、エチレンジアミン四酢酸のアル
カリ金属塩、およびクエルセチンが包含される。この溶
液中の安定剤の量は、この溶液の約５×10-4重量％〜約
１重量％の範囲であり得る。
【００５１】このヒドロキシルアミン溶液またはヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液はまた、窒素含有化合物(例
えば、窒素含有気体)および電解質として有用なイオン
性化合物を含めた不純物を含有し得る。窒素含有気体の
例には、窒素酸化物気体および窒素−水素気体が包含さ
れる。ここで用いる窒素酸化物気体は、窒素原子および
酸素原子を含有する気体を意味するように意図してい
る。窒素酸化物気体の例には、一酸化窒素(NO)、二酸化
窒素(NO2)、三酸化窒素(NO3)、三酸化二窒素(N2O3)、五
酸化二窒素(N2O5)が包含される。
キシルアンモニウム塩溶液はまた、窒素含有化合物(例
えば、窒素含有気体)および電解質として有用なイオン
性化合物を含めた不純物を含有し得る。窒素含有気体の
例には、窒素酸化物気体および窒素−水素気体が包含さ
れる。ここで用いる窒素酸化物気体は、窒素原子および
酸素原子を含有する気体を意味するように意図してい
る。窒素酸化物気体の例には、一酸化窒素(NO)、二酸化
窒素(NO2)、三酸化窒素(NO3)、三酸化二窒素(N2O3)、五
酸化二窒素(N2O5)が包含される。
【００５２】イオン性化合物の例には、塩、金属塩およ
び酸、または水または有機溶液に溶解したときアニオン
およびカチオンを形成するいずれかの化合物が包含され
る。１実施態様では、このイオン性化合物は、このヒド
ロキシルアンモニウム塩のアニオンに対応する酸であ
る。典型的な酸には、無機酸(例えば、硝酸、ハロゲン
酸(例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸およびヨ
ウ化水素酸)、硫酸、亜硫酸、過塩素酸、ホウ酸および
リン含有酸(例えば、亜リン酸およびリン酸))および有
機酸(カルボン酸およびポリカルボン酸(例えば、ギ酸、
酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸など)；有機
リン含有酸(例えば、ジメチルリン酸およびジメチルホ
スフィン酸)；およびスルホン酸(例えば、メタンスルホ
ン酸、エタンスルホン酸、1-ペンタンスルホン酸、1-ヘ
キサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、トルエンスルホン酸)を含めて)が挙げられ
る。このヒドロキシルアミン溶液またはヒドロキシルア
ンモニウム塩溶液はまた、高分子量有機物質(例えば、
フォトレジスト)、イオン性物質または微粒子物質を含
む不純物を含有し得る。
び酸、または水または有機溶液に溶解したときアニオン
およびカチオンを形成するいずれかの化合物が包含され
る。１実施態様では、このイオン性化合物は、このヒド
ロキシルアンモニウム塩のアニオンに対応する酸であ
る。典型的な酸には、無機酸(例えば、硝酸、ハロゲン
酸(例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸およびヨ
ウ化水素酸)、硫酸、亜硫酸、過塩素酸、ホウ酸および
リン含有酸(例えば、亜リン酸およびリン酸))および有
機酸(カルボン酸およびポリカルボン酸(例えば、ギ酸、
酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸など)；有機
リン含有酸(例えば、ジメチルリン酸およびジメチルホ
スフィン酸)；およびスルホン酸(例えば、メタンスルホ
ン酸、エタンスルホン酸、1-ペンタンスルホン酸、1-ヘ
キサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、トルエンスルホン酸)を含めて)が挙げられ
る。このヒドロキシルアミン溶液またはヒドロキシルア
ンモニウム塩溶液はまた、高分子量有機物質(例えば、
フォトレジスト)、イオン性物質または微粒子物質を含
む不純物を含有し得る。
【００５３】このヒドロキシルアミン溶液またはヒドロ
キシルアンモニウム塩溶液、および本明細書で記述の他
のいずれかの溶液は、水性ベースまたは有機ベース、ま
たはそれらの混合物であり得る。この溶液が水性である
１実施態様では、脱イオン水を用いるのが好ましいが、
水道水は使用できる。有機溶液には、アルコール、グリ
コール、および他の極性有機液体が挙げられる。
キシルアンモニウム塩溶液、および本明細書で記述の他
のいずれかの溶液は、水性ベースまたは有機ベース、ま
たはそれらの混合物であり得る。この溶液が水性である
１実施態様では、脱イオン水を用いるのが好ましいが、
水道水は使用できる。有機溶液には、アルコール、グリ
コール、および他の極性有機液体が挙げられる。
【００５４】本発明の方法に従って、電気化学セルに
て、ヒドロキシルアミンが調製または精製される。この
調製または精製は、電解セルでの電解または電気透析セ
ルでの電気透析によってもよい。この電気化学セルは、
一般に、アノード、カソード、およびこのアノードおよ
びカソードの間に位置して操作用に組み立てた１個また
はそれ以上のユニットセルを含む。本発明の方法で有用
な、種々のユニットセルおよび多重ユニットセルを含む
多くの電解セルおよび電気透析セルは、本明細書で記述
されている。多重ユニットセルは、アノードおよびカソ
ードの間の多くの隔室により規定できるか(例えば、図
５および図13を参照せよ)、または多重ユニットセル
は、アノードおよびカソードを含む多くの隔室により規
定され得る(例えば、図２および図７を参照せよ)。アノ
ードおよびカソードを含む多重ユニットセルは、単極配
置(例えば、図２を参照せよ)または両極性配置(例え
ば、図７を参照せよ)をとり得る。使用できるユニット
セルの数には、特に限定はない。それにもかかわらず、
１実施態様では、本発明に従って使用する電気化学セル
は、１個〜約25個のユニットセル、好ましくは、１個〜
約10個のユニットセルを含む。
て、ヒドロキシルアミンが調製または精製される。この
調製または精製は、電解セルでの電解または電気透析セ
ルでの電気透析によってもよい。この電気化学セルは、
一般に、アノード、カソード、およびこのアノードおよ
びカソードの間に位置して操作用に組み立てた１個また
はそれ以上のユニットセルを含む。本発明の方法で有用
な、種々のユニットセルおよび多重ユニットセルを含む
多くの電解セルおよび電気透析セルは、本明細書で記述
されている。多重ユニットセルは、アノードおよびカソ
ードの間の多くの隔室により規定できるか(例えば、図
５および図13を参照せよ)、または多重ユニットセル
は、アノードおよびカソードを含む多くの隔室により規
定され得る(例えば、図２および図７を参照せよ)。アノ
ードおよびカソードを含む多重ユニットセルは、単極配
置(例えば、図２を参照せよ)または両極性配置(例え
ば、図７を参照せよ)をとり得る。使用できるユニット
セルの数には、特に限定はない。それにもかかわらず、
１実施態様では、本発明に従って使用する電気化学セル
は、１個〜約25個のユニットセル、好ましくは、１個〜
約10個のユニットセルを含む。
【００５５】このユニットセルは、アノード、カソー
ド、１個またはそれ以上の両極性膜および１個またはそ
れ以上のディバイダーまたはセパレーターにより規定し
た３個またはそれ以上の隔室を含み得、このディバイダ
ーまたはセパレーターは、(1)ある種のイオンがこのデ
ィバイダーまたはセパレーターを通れるような多孔サイ
ズおよび多孔サイズ分布を制御した非イオン性多孔性拡
散障壁(例えば、スクリーン、フィルター、ダイアフラ
ムなど)、または(2)イオン性ディバイダーまたはセパレ
ーター(例えば、アニオン選択性膜およびカチオン選択
性膜；これは、その使用により、一般に、高純度の水酸
化物化合物が高収率で生成するので、好ましい)であり
得る。本発明で使用する電気化学セルで有用な種々のデ
ィバイダーは、以下でさらに詳細に記述する。
ド、１個またはそれ以上の両極性膜および１個またはそ
れ以上のディバイダーまたはセパレーターにより規定し
た３個またはそれ以上の隔室を含み得、このディバイダ
ーまたはセパレーターは、(1)ある種のイオンがこのデ
ィバイダーまたはセパレーターを通れるような多孔サイ
ズおよび多孔サイズ分布を制御した非イオン性多孔性拡
散障壁(例えば、スクリーン、フィルター、ダイアフラ
ムなど)、または(2)イオン性ディバイダーまたはセパレ
ーター(例えば、アニオン選択性膜およびカチオン選択
性膜；これは、その使用により、一般に、高純度の水酸
化物化合物が高収率で生成するので、好ましい)であり
得る。本発明で使用する電気化学セルで有用な種々のデ
ィバイダーは、以下でさらに詳細に記述する。
【００５６】本発明に従った電気化学セルは、少なくと
も３個の隔室を含む。１実施態様では、この電気化学セ
ルは、供給隔室、酸隔室および回収隔室、および必要に
応じて、水隔室、パージ隔室および/または緩衝隔室を
含む。他の実施態様では、この電気化学セルは、供給隔
室、水隔室および回収隔室、および必要に応じて、酸隔
室、パージ隔室および/または緩衝隔室を含む。さらに
他の実施態様では、この電気化学セルは、供給-回収隔
室、水隔室および酸隔室、および必要に応じて、パージ
隔室および/または緩衝隔室を含む。
も３個の隔室を含む。１実施態様では、この電気化学セ
ルは、供給隔室、酸隔室および回収隔室、および必要に
応じて、水隔室、パージ隔室および/または緩衝隔室を
含む。他の実施態様では、この電気化学セルは、供給隔
室、水隔室および回収隔室、および必要に応じて、酸隔
室、パージ隔室および/または緩衝隔室を含む。さらに
他の実施態様では、この電気化学セルは、供給-回収隔
室、水隔室および酸隔室、および必要に応じて、パージ
隔室および/または緩衝隔室を含む。
【００５７】ある実施態様では、本発明の電気化学セル
は、上記隔室のそれぞれを２個またはそれ以上で有し得
る。他の実施態様では、この電気化学セルは、上で挙げ
た隔室の１種またはそれ以上を２個またはそれ以上で有
し得る。例えば、１実施態様では、この電気化学セル
は、供給隔室、２個の水隔室および回収隔室を有し得
る。
は、上記隔室のそれぞれを２個またはそれ以上で有し得
る。他の実施態様では、この電気化学セルは、上で挙げ
た隔室の１種またはそれ以上を２個またはそれ以上で有
し得る。例えば、１実施態様では、この電気化学セル
は、供給隔室、２個の水隔室および回収隔室を有し得
る。
【００５８】溶液は、各隔室に充填される。この溶液
は、水ベース、アルコールベース、有機溶液またはそれ
らの組合せであり得る。好ましい実施態様では、各隔室
に充填する溶液は、水溶液である。この供給隔室または
供給−回収隔室に充填する溶液は、一定濃度で、ヒドロ
キシルアミンまたはヒドロキシルアンモニウム塩の不純
溶液を含む。この電気化学セルに電流を通した後、ヒド
ロキシルアミンが、一定濃度で、この回収隔室または供
給−回収隔室から回収または得ることができる。２個ま
たはそれ以上の供給隔室または供給−回収隔室を含む電
気化学セルでは、この供給隔室または供給−回収隔室に
充填する溶液の濃度は、各供給隔室に対して、同一また
は異なっていてもよい。
は、水ベース、アルコールベース、有機溶液またはそれ
らの組合せであり得る。好ましい実施態様では、各隔室
に充填する溶液は、水溶液である。この供給隔室または
供給−回収隔室に充填する溶液は、一定濃度で、ヒドロ
キシルアミンまたはヒドロキシルアンモニウム塩の不純
溶液を含む。この電気化学セルに電流を通した後、ヒド
ロキシルアミンが、一定濃度で、この回収隔室または供
給−回収隔室から回収または得ることができる。２個ま
たはそれ以上の供給隔室または供給−回収隔室を含む電
気化学セルでは、この供給隔室または供給−回収隔室に
充填する溶液の濃度は、各供給隔室に対して、同一また
は異なっていてもよい。
【００５９】水隔室は、一定濃度で、イオン性化合物溶
液である液体電解質を含む。イオン性化合物を含有する
水隔室は、導電性を維持し、低い操作セル電位を可能に
するのに役立つ。イオン性化合物とは、溶液中で完全ま
たは部分的にイオン化する化合物(例えば、電解質)であ
る。イオン性化合物の例には、塩、金属塩および酸、ま
たは溶液に溶解したときアニオンおよびカチオンを形成
するいずれかの化合物が包含される。好ましい実施態様
では、このイオン性化合物は、この供給隔室または供給
−回収隔室に充填したヒドロキシルアンモニウム塩と同
じである。他の実施態様では、このイオン性化合物は、
この供給隔室または供給−回収隔室に充填したヒドロキ
シルアンモニウム塩とは異なる。この水隔室中のイオン
性化合物の濃度は、約0.01 M〜約２ Mの範囲である。好
ましい実施態様では、この濃度は、約0.05 M〜約1.5 M
である。最も好ましい実施態様では、この濃度は、約0.
1 M〜約１ Mである。２個またはそれ以上の水隔室を含
む電気化学セルでは、この水隔室に充填した溶液中のイ
オン性化合物の濃度は、各水隔室について、同一または
異なっていてもよい。
液である液体電解質を含む。イオン性化合物を含有する
水隔室は、導電性を維持し、低い操作セル電位を可能に
するのに役立つ。イオン性化合物とは、溶液中で完全ま
たは部分的にイオン化する化合物(例えば、電解質)であ
る。イオン性化合物の例には、塩、金属塩および酸、ま
たは溶液に溶解したときアニオンおよびカチオンを形成
するいずれかの化合物が包含される。好ましい実施態様
では、このイオン性化合物は、この供給隔室または供給
−回収隔室に充填したヒドロキシルアンモニウム塩と同
じである。他の実施態様では、このイオン性化合物は、
この供給隔室または供給−回収隔室に充填したヒドロキ
シルアンモニウム塩とは異なる。この水隔室中のイオン
性化合物の濃度は、約0.01 M〜約２ Mの範囲である。好
ましい実施態様では、この濃度は、約0.05 M〜約1.5 M
である。最も好ましい実施態様では、この濃度は、約0.
1 M〜約１ Mである。２個またはそれ以上の水隔室を含
む電気化学セルでは、この水隔室に充填した溶液中のイ
オン性化合物の濃度は、各水隔室について、同一または
異なっていてもよい。
【００６０】回収隔室には、まず、溶液、好ましくは、
脱イオン水または液体電解質のいずれかが充填される。
この回収隔室に充填した溶液は、イオン性化合物を含有
していても含有していなくてもよい。この電気化学セル
に電流を通した後、ヒドロキシルアミンが、一定濃度
で、この回収隔室から回収または得ることができる。こ
の電気化学セルに電流を通した後、この回収隔室中のヒ
ドロキシルアミンの濃度は、一般に、この供給隔室に最
初に充填したヒドロキシルアミンの濃度よりも高い。１
実施態様では、この回収隔室中のヒドロキシルアミンの
濃度は、約１ Mより高い。他の実施態様では、この回収
隔室中のヒドロキシルアミンの濃度は、約1.5 Mより高
い。好ましい実施態様では、この回収隔室中のヒドロキ
シルアミンの濃度は、約２ Mより高い。２個またはそれ
以上の回収隔室を含む電気化学セルでは、この回収隔室
から回収した溶液中のヒドロキシルアミンの濃度は、各
回収隔室について、同一または異なり得る。
脱イオン水または液体電解質のいずれかが充填される。
この回収隔室に充填した溶液は、イオン性化合物を含有
していても含有していなくてもよい。この電気化学セル
に電流を通した後、ヒドロキシルアミンが、一定濃度
で、この回収隔室から回収または得ることができる。こ
の電気化学セルに電流を通した後、この回収隔室中のヒ
ドロキシルアミンの濃度は、一般に、この供給隔室に最
初に充填したヒドロキシルアミンの濃度よりも高い。１
実施態様では、この回収隔室中のヒドロキシルアミンの
濃度は、約１ Mより高い。他の実施態様では、この回収
隔室中のヒドロキシルアミンの濃度は、約1.5 Mより高
い。好ましい実施態様では、この回収隔室中のヒドロキ
シルアミンの濃度は、約２ Mより高い。２個またはそれ
以上の回収隔室を含む電気化学セルでは、この回収隔室
から回収した溶液中のヒドロキシルアミンの濃度は、各
回収隔室について、同一または異なり得る。
【００６１】一般的に言えば、この供給−回収隔室また
は回収隔室のいずれかから回収した溶液中のヒドロキシ
ルアミンの濃度は、約0.1重量％〜約50重量％、好まし
くは、約0.5重量％〜約25重量％、さらに好ましくは、
約1.5重量％〜約10重量％であり得る。この供給−回収
隔室または回収隔室のいずれかから回収した溶液中のヒ
ドロキシルアンモニウム塩の量は、約５重量％未満、好
ましくは、約１重量％未満、さらに好ましくは、約0.1
重量％未満、ある場合には、０重量％であり得る。
は回収隔室のいずれかから回収した溶液中のヒドロキシ
ルアミンの濃度は、約0.1重量％〜約50重量％、好まし
くは、約0.5重量％〜約25重量％、さらに好ましくは、
約1.5重量％〜約10重量％であり得る。この供給−回収
隔室または回収隔室のいずれかから回収した溶液中のヒ
ドロキシルアンモニウム塩の量は、約５重量％未満、好
ましくは、約１重量％未満、さらに好ましくは、約0.1
重量％未満、ある場合には、０重量％であり得る。
【００６２】パージ隔室には、まず、溶液、好ましく
は、液体電解質が充填される。このパージ隔室に充填し
た溶液は、イオン性化合物を含有していても含有してい
なくてもよい。この電気化学セルに電流を通した後、パ
ージ隔室を使用する実施態様では、このパージ隔室は、
アンモニウムカチオンが通る。最も望ましくない化合物
は、このパージ隔室を通らないので、このパージ隔室
は、このヒドロキシルアミンをさらに精製するのに役立
つ。
は、液体電解質が充填される。このパージ隔室に充填し
た溶液は、イオン性化合物を含有していても含有してい
なくてもよい。この電気化学セルに電流を通した後、パ
ージ隔室を使用する実施態様では、このパージ隔室は、
アンモニウムカチオンが通る。最も望ましくない化合物
は、このパージ隔室を通らないので、このパージ隔室
は、このヒドロキシルアミンをさらに精製するのに役立
つ。
【００６３】緩衝隔室には、まず、溶液、好ましくは、
液体電解質が充填される。この緩衝隔室に充填した溶液
は、イオン性化合物を含有していても含有していなくて
もよい。この電気化学セルに電流を通した後、この回収
隔室は、時には、不純物で汚染される。この緩衝隔室
は、不純物が、時には、両極性膜を横切りがちなので、
この不純物を引きつける傾向がある。従って、この緩衝
隔室は、このヒドロキシルアミンをさらに精製するのに
役立つ。
液体電解質が充填される。この緩衝隔室に充填した溶液
は、イオン性化合物を含有していても含有していなくて
もよい。この電気化学セルに電流を通した後、この回収
隔室は、時には、不純物で汚染される。この緩衝隔室
は、不純物が、時には、両極性膜を横切りがちなので、
この不純物を引きつける傾向がある。従って、この緩衝
隔室は、このヒドロキシルアミンをさらに精製するのに
役立つ。
【００６４】酸隔室には、まず、溶液、好ましくは、液
体電解質、さらに好ましくは、希酸溶液が充填される。
この酸隔室に充填した溶液は、イオン性化合物を含有し
ていても含有していなくてもよい。この電気化学セルに
電流を通した後、このアノードにアニオンが引きつけら
れ、それにより、この酸隔室に集められる。
体電解質、さらに好ましくは、希酸溶液が充填される。
この酸隔室に充填した溶液は、イオン性化合物を含有し
ていても含有していなくてもよい。この電気化学セルに
電流を通した後、このアノードにアニオンが引きつけら
れ、それにより、この酸隔室に集められる。
【００６５】本発明で使用できる電気化学セルのいくつ
かの実施態様を、図面を参照して記述する。これらの図
面には、種々の電気化学セルの多くの実施態様が記載さ
れているものの、これらの図面で具体的に記載していな
い多くの実施態様が、本発明の範囲内であることは、当
業者に容易に明らかとなる。
かの実施態様を、図面を参照して記述する。これらの図
面には、種々の電気化学セルの多くの実施態様が記載さ
れているものの、これらの図面で具体的に記載していな
い多くの実施態様が、本発明の範囲内であることは、当
業者に容易に明らかとなる。
【００６６】１実施態様では、電気化学セルは、図１で
示され、これは、カソード11、アノード12、およびアノ
ード12から始めて順に、アニオン選択性膜13およびカチ
オン選択性膜14を含む電気化学セル10の模式図である。
図１で示した電気化学セル10は、３個の隔室、すなわ
ち、酸隔室15、供給隔室16および回収隔室17を含む。
示され、これは、カソード11、アノード12、およびアノ
ード12から始めて順に、アニオン選択性膜13およびカチ
オン選択性膜14を含む電気化学セル10の模式図である。
図１で示した電気化学セル10は、３個の隔室、すなわ
ち、酸隔室15、供給隔室16および回収隔室17を含む。
【００６７】図１で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室および回収隔室
に充填される。このアノードとカソードとの間に、電位
差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の流れ
が生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、このカ
ソードの方に引きつけられ、カチオン選択性膜14を通っ
て、回収隔室17に入る。このアンモニウムカチオンは、
このカソードで形成された水酸化物イオンと結合して、
回収隔室17にて、所望のヒドロキシルアミンを生成す
る。精製ヒドロキシルアミンは、回収隔室17から回収さ
れる。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室および回収隔室
に充填される。このアノードとカソードとの間に、電位
差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の流れ
が生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、このカ
ソードの方に引きつけられ、カチオン選択性膜14を通っ
て、回収隔室17に入る。このアンモニウムカチオンは、
このカソードで形成された水酸化物イオンと結合して、
回収隔室17にて、所望のヒドロキシルアミンを生成す
る。精製ヒドロキシルアミンは、回収隔室17から回収さ
れる。
【００６８】他の実施態様では、電気化学セル、特に、
図１のセルと類似の単極配置の多ユニットセルは、図２
で示され、これは、カソード21、第二カソード22、アノ
ード27、および第二カソード22から始めて順に、第一カ
チオン選択性膜23、第一アニオン選択性膜24、第二アニ
オン選択性膜25および第二カチオン選択性膜26を含む電
気化学セル20の模式図である。図２で示した電気化学セ
ル20は、６個の隔室、すなわち、第一回収隔室28、第一
供給隔室29、第一酸隔室30、第二酸隔室31、第二供給隔
室32および第二回収隔室33を含む。
図１のセルと類似の単極配置の多ユニットセルは、図２
で示され、これは、カソード21、第二カソード22、アノ
ード27、および第二カソード22から始めて順に、第一カ
チオン選択性膜23、第一アニオン選択性膜24、第二アニ
オン選択性膜25および第二カチオン選択性膜26を含む電
気化学セル20の模式図である。図２で示した電気化学セ
ル20は、６個の隔室、すなわち、第一回収隔室28、第一
供給隔室29、第一酸隔室30、第二酸隔室31、第二供給隔
室32および第二回収隔室33を含む。
【００６９】図２で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、これらの酸隔室および回収隔室に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、これらの
供給隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、この供給隔室に由来のカ
チオンは、第一カソード21または第二カソード22のいず
れかの方に引きつけられ、第一カチオン選択性膜23また
は第二カチオン選択性膜26のいずれかを通って、回収隔
室28または回収隔室33のいずれかに入る。このカチオン
は、第一カソード21または第二カソード22のいずれかで
形成された水酸化物イオンと結合して、回収隔室28およ
び33にて、所望のヒドロキシルアミンを生成する。この
ヒドロキシルアミンは、回収隔室28および33から回収さ
れる。
体電解質は、これらの酸隔室および回収隔室に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、これらの
供給隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、この供給隔室に由来のカ
チオンは、第一カソード21または第二カソード22のいず
れかの方に引きつけられ、第一カチオン選択性膜23また
は第二カチオン選択性膜26のいずれかを通って、回収隔
室28または回収隔室33のいずれかに入る。このカチオン
は、第一カソード21または第二カソード22のいずれかで
形成された水酸化物イオンと結合して、回収隔室28およ
び33にて、所望のヒドロキシルアミンを生成する。この
ヒドロキシルアミンは、回収隔室28および33から回収さ
れる。
【００７０】他の実施態様では、電気化学セルは、図３
で示され、これは、カソード41、アノード42、およびア
ノード42から始めて順に、アニオン選択性膜43、第一カ
チオン選択性膜44および第二カチオン選択性膜45を含む
電気化学セル40の模式図である。図３で示した電気化学
セル40は、４個の隔室、すなわち、酸隔室46、供給隔室
47、パージ隔室48および回収隔室49を含む。
で示され、これは、カソード41、アノード42、およびア
ノード42から始めて順に、アニオン選択性膜43、第一カ
チオン選択性膜44および第二カチオン選択性膜45を含む
電気化学セル40の模式図である。図３で示した電気化学
セル40は、４個の隔室、すなわち、酸隔室46、供給隔室
47、パージ隔室48および回収隔室49を含む。
【００７１】図３で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給隔室47に充
填される。液体電解質は、この酸隔室、パージ隔室およ
び回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの
間に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る
電流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、第一および第二
カチオン選択性膜44および45およびパージ隔室48を通っ
て、回収隔室49に入る。このアンモニウムカチオンは、
このカソードで形成された水酸化物イオンと結合して、
回収隔室49にて、所望のヒドロキシルアミンを生成す
る。精製ヒドロキシルアミンは、回収隔室49から回収さ
れる。酸は、この酸隔室から回収できる。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給隔室47に充
填される。液体電解質は、この酸隔室、パージ隔室およ
び回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの
間に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る
電流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、第一および第二
カチオン選択性膜44および45およびパージ隔室48を通っ
て、回収隔室49に入る。このアンモニウムカチオンは、
このカソードで形成された水酸化物イオンと結合して、
回収隔室49にて、所望のヒドロキシルアミンを生成す
る。精製ヒドロキシルアミンは、回収隔室49から回収さ
れる。酸は、この酸隔室から回収できる。
【００７２】他の実施態様の電気化学セルは、図４で示
され、これは、カソード51、アノード52、およびユニッ
トセル(これは、アノード52から始めて順に、アニオン
選択性膜53、カチオン選択性膜54および両極性膜55を含
む)を含む電気化学セル50の模式図である。両極性膜55
は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)お
よびこのカソードに面したカチオン選択側(図示せず)を
有する。電気化学セル50は、４個の隔室、すなわち、酸
隔室56、供給隔室57、回収隔室58および水隔室59を含
む。
され、これは、カソード51、アノード52、およびユニッ
トセル(これは、アノード52から始めて順に、アニオン
選択性膜53、カチオン選択性膜54および両極性膜55を含
む)を含む電気化学セル50の模式図である。両極性膜55
は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)お
よびこのカソードに面したカチオン選択側(図示せず)を
有する。電気化学セル50は、４個の隔室、すなわち、酸
隔室56、供給隔室57、回収隔室58および水隔室59を含
む。
【００７３】図４で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、酸隔室56、水隔室59および回収隔室58に充
填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシル
アンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供
給隔室57に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜54を通って、回収隔室58に入る。このアンモニウムカ
チオンは、この両極性膜のアニオン選択側で形成された
水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルアミン
を生成する。不純物は、このアノードに引きつけられ、
酸隔室56に入るか、または供給隔室57に残留する。精製
ヒドロキシルアミンが形成され、そして回収隔室58から
回収される。
体電解質は、酸隔室56、水隔室59および回収隔室58に充
填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシル
アンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供
給隔室57に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜54を通って、回収隔室58に入る。このアンモニウムカ
チオンは、この両極性膜のアニオン選択側で形成された
水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルアミン
を生成する。不純物は、このアノードに引きつけられ、
酸隔室56に入るか、または供給隔室57に残留する。精製
ヒドロキシルアミンが形成され、そして回収隔室58から
回収される。
【００７４】図４のセルと類似の２個のユニットを含む
他の実施態様の電気化学セルは、図５で示され、これ
は、カソード61、アノード62、およびアノード62から始
まる配列にて、第一アニオン選択性膜63、第一カチオン
選択性膜64、第一両極性膜65、第二アニオン選択性膜6
6、第二カチオン選択性膜67および第二両極性膜68を含
む電気化学セル60の模式図である。これらの両極性膜
は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)お
よびこのカソードに面したカチオン選択側(図示せず)を
有する。電気化学セル60は、７個の隔室、すなわち、第
一酸隔室69、第一供給隔室70、第一回収隔室71、第二酸
隔室72、第二供給隔室73、第二回収隔室74および水隔室
75を含む。
他の実施態様の電気化学セルは、図５で示され、これ
は、カソード61、アノード62、およびアノード62から始
まる配列にて、第一アニオン選択性膜63、第一カチオン
選択性膜64、第一両極性膜65、第二アニオン選択性膜6
6、第二カチオン選択性膜67および第二両極性膜68を含
む電気化学セル60の模式図である。これらの両極性膜
は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)お
よびこのカソードに面したカチオン選択側(図示せず)を
有する。電気化学セル60は、７個の隔室、すなわち、第
一酸隔室69、第一供給隔室70、第一回収隔室71、第二酸
隔室72、第二供給隔室73、第二回収隔室74および水隔室
75を含む。
【００７５】図５で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、これらの酸隔室、水隔室および回収隔室に
充填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシ
ルアンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、
これらの供給隔室に充填される。このアノードとカソー
ドとの間に、電位差が確立され維持されて、このセルを
横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカ
チオンは、このカソードの方に引きつけられ、各カチオ
ン選択性膜を通って、各回収隔室に入る。このアンモニ
ウムカチオンは、各両極性膜のアニオン選択側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。不純物は、このアノードに引きつけら
れ、これらの酸隔室に入るか、またはこれらの供給隔室
に残留する。精製ヒドロキシルアミンが形成され、そし
て回収隔室71および74から回収される。
体電解質は、これらの酸隔室、水隔室および回収隔室に
充填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシ
ルアンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、
これらの供給隔室に充填される。このアノードとカソー
ドとの間に、電位差が確立され維持されて、このセルを
横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカ
チオンは、このカソードの方に引きつけられ、各カチオ
ン選択性膜を通って、各回収隔室に入る。このアンモニ
ウムカチオンは、各両極性膜のアニオン選択側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。不純物は、このアノードに引きつけら
れ、これらの酸隔室に入るか、またはこれらの供給隔室
に残留する。精製ヒドロキシルアミンが形成され、そし
て回収隔室71および74から回収される。
【００７６】他の実施態様の電気化学セルは、図６で示
され、これは、カソード81、アノード82、およびユニッ
トセル(これは、アノード82から始まる配列にて、アニ
オン選択性膜83および両極性膜84を含む)を含む電気化
学セル80の模式図である。両極性膜84は、このアノード
に面したアニオン選択側(図示せず)およびこのカソード
に面したカチオン選択側(図示せず)を有する。電気化学
セル80は、３個の隔室、すなわち、酸隔室85、供給−回
収隔室86および水隔室87を含む。
され、これは、カソード81、アノード82、およびユニッ
トセル(これは、アノード82から始まる配列にて、アニ
オン選択性膜83および両極性膜84を含む)を含む電気化
学セル80の模式図である。両極性膜84は、このアノード
に面したアニオン選択側(図示せず)およびこのカソード
に面したカチオン選択側(図示せず)を有する。電気化学
セル80は、３個の隔室、すなわち、酸隔室85、供給−回
収隔室86および水隔室87を含む。
【００７７】図６で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、水隔室87および酸隔室85に充填される。不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給−回収隔室
86に充填される。このアノードとカソードとの間に、電
位差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の流
れが生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、この
カソードの方に引きつけられ、供給−回収隔室86に残留
する。このアンモニウムカチオンは、この両極性膜のア
ニオン選択側で形成された水酸化物イオンと結合して、
所望のヒドロキシルアミンを生成する。不純物は、この
アノードに引きつけられ、酸隔室85を通る。精製ヒドロ
キシルアミンが形成され、そして供給−回収隔室86から
回収される。
体電解質は、水隔室87および酸隔室85に充填される。不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給−回収隔室
86に充填される。このアノードとカソードとの間に、電
位差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の流
れが生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、この
カソードの方に引きつけられ、供給−回収隔室86に残留
する。このアンモニウムカチオンは、この両極性膜のア
ニオン選択側で形成された水酸化物イオンと結合して、
所望のヒドロキシルアミンを生成する。不純物は、この
アノードに引きつけられ、酸隔室85を通る。精製ヒドロ
キシルアミンが形成され、そして供給−回収隔室86から
回収される。
【００７８】両極性配置の図６のセルと類似の２個のユ
ニットを含む他の実施態様の電気化学セルは、図７で示
され、これは、第一カソード91、第一アノード92、およ
び第一アノード92から始まる配列にて、第一アニオン選
択性膜93、第一両極性膜94、第二カソード95、第二アノ
ード96、第二アニオン選択性膜97および第二両極性膜98
を含む電気化学セル90の模式図である。これらの両極性
膜は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)
およびこのカソードに面したカチオン選択側（図示せ
ず）を有する。電気化学セル90は、６個の隔室、すなわ
ち、第一酸隔室99、第一供給−回収隔室100、第一水隔
室101、第二酸隔室102、第二供給−回収隔室103および
第二水隔104を含む。
ニットを含む他の実施態様の電気化学セルは、図７で示
され、これは、第一カソード91、第一アノード92、およ
び第一アノード92から始まる配列にて、第一アニオン選
択性膜93、第一両極性膜94、第二カソード95、第二アノ
ード96、第二アニオン選択性膜97および第二両極性膜98
を含む電気化学セル90の模式図である。これらの両極性
膜は、このアノードに面したアニオン選択側(図示せず)
およびこのカソードに面したカチオン選択側（図示せ
ず）を有する。電気化学セル90は、６個の隔室、すなわ
ち、第一酸隔室99、第一供給−回収隔室100、第一水隔
室101、第二酸隔室102、第二供給−回収隔室103および
第二水隔104を含む。
【００７９】図７で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、これらの水隔室および酸隔室に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、これらの
供給−回収隔室に充填される。これらのアノードとカソ
ードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセル
を横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウム
カチオンは、各カソードの方に引きつけられ、各供給−
回収隔室100および103に残留する。このアンモニウムカ
チオンは、これらの両極性膜のアニオン選択側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。不純物は、このアノードに引きつけら
れ、各酸隔室を通る。精製ヒドロキシルアミンが形成さ
れ、そしてこれらの供給−回収隔室から回収される。
体電解質は、これらの水隔室および酸隔室に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、これらの
供給−回収隔室に充填される。これらのアノードとカソ
ードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセル
を横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウム
カチオンは、各カソードの方に引きつけられ、各供給−
回収隔室100および103に残留する。このアンモニウムカ
チオンは、これらの両極性膜のアニオン選択側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。不純物は、このアノードに引きつけら
れ、各酸隔室を通る。精製ヒドロキシルアミンが形成さ
れ、そしてこれらの供給−回収隔室から回収される。
【００８０】他の実施態様の電気化学セルは、図８で示
され、これは、カソード111、アノード112、およびユニ
ットセル(これは、アノード112から始まる配列にて、カ
チオン選択性膜113および両極性膜114を含む)を含む電
気化学セル110の模式図である。両極性膜114は、このア
ノードに面したアニオン選択側(図示せず)およびこのカ
ソードに面したカチオン選択側(図示せず)を有する。電
気化学セル110は、３個の隔室、すなわち、供給隔室11
5、回収隔室116および水隔室117を含む。
され、これは、カソード111、アノード112、およびユニ
ットセル(これは、アノード112から始まる配列にて、カ
チオン選択性膜113および両極性膜114を含む)を含む電
気化学セル110の模式図である。両極性膜114は、このア
ノードに面したアニオン選択側(図示せず)およびこのカ
ソードに面したカチオン選択側(図示せず)を有する。電
気化学セル110は、３個の隔室、すなわち、供給隔室11
5、回収隔室116および水隔室117を含む。
【００８１】図８で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、水隔室117および回収隔室116に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給隔室
115に充填される。このアノードとカソードとの間に、
電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の
流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、こ
のカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性膜113
を通って、回収隔室116に入る。このアンモニウムカチ
オンは、この両極性膜のアニオン選択側で形成された水
酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルアミンを
生成する。不純物は、このアノードに引きつけられ、そ
れゆえ、供給隔室115に残留する。精製ヒドロキシルア
ミンが形成され、そして回収隔室116から回収される。
体電解質は、水隔室117および回収隔室116に充填され
る。不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液は、供給隔室
115に充填される。このアノードとカソードとの間に、
電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電流の
流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオンは、こ
のカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性膜113
を通って、回収隔室116に入る。このアンモニウムカチ
オンは、この両極性膜のアニオン選択側で形成された水
酸化物イオンと結合して、所望のヒドロキシルアミンを
生成する。不純物は、このアノードに引きつけられ、そ
れゆえ、供給隔室115に残留する。精製ヒドロキシルア
ミンが形成され、そして回収隔室116から回収される。
【００８２】他の実施態様の電気化学セルは、図９で示
され、これは、カソード121、アノード122、およびユニ
ットセル(これは、アノード122から始まる配列にて、第
一カチオン選択性膜123、第二カチオン選択性膜124およ
び両極性膜125を含む)を含む電気化学セル120の模式図
である。両極性膜125は、このアノードに面したアニオ
ン選択側(図示せず)およびこのカソードに面したカチオ
ン選択側(図示せず)を有する。電気化学セル120は、４
個の隔室、すなわち、供給隔室126、パージ隔室127、回
収隔室128および水隔室129を含む。
され、これは、カソード121、アノード122、およびユニ
ットセル(これは、アノード122から始まる配列にて、第
一カチオン選択性膜123、第二カチオン選択性膜124およ
び両極性膜125を含む)を含む電気化学セル120の模式図
である。両極性膜125は、このアノードに面したアニオ
ン選択側(図示せず)およびこのカソードに面したカチオ
ン選択側(図示せず)を有する。電気化学セル120は、４
個の隔室、すなわち、供給隔室126、パージ隔室127、回
収隔室128および水隔室129を含む。
【００８３】図９で示した電気化学セルの操作では、液
体電解質は、水隔室129、パージ隔室127および回収隔室
128に充填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒド
ロキシルアンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶
液は、供給隔室126に充填される。このアノードとカソ
ードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセル
を横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウム
カチオンは、このカソードの方に引きつけられ、第一お
よび第二カチオン選択性膜およびパージ隔室を通って、
回収隔室128に入る。このアンモニウムカチオンは、こ
の両極性膜のアニオン選択側で形成された水酸化物イオ
ンと結合して、所望のヒドロキシルアミンを生成する。
不純物は、このアノードに引きつけられ、それゆえ、供
給隔室126に残留する。精製ヒドロキシルアミンが形成
され、そして回収隔室128から回収される。
体電解質は、水隔室129、パージ隔室127および回収隔室
128に充填される。不純ヒドロキシルアミンおよびヒド
ロキシルアンモニウム塩の少なくとも１種を含有する溶
液は、供給隔室126に充填される。このアノードとカソ
ードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセル
を横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウム
カチオンは、このカソードの方に引きつけられ、第一お
よび第二カチオン選択性膜およびパージ隔室を通って、
回収隔室128に入る。このアンモニウムカチオンは、こ
の両極性膜のアニオン選択側で形成された水酸化物イオ
ンと結合して、所望のヒドロキシルアミンを生成する。
不純物は、このアノードに引きつけられ、それゆえ、供
給隔室126に残留する。精製ヒドロキシルアミンが形成
され、そして回収隔室128から回収される。
【００８４】他の実施態様では、電気化学セルは、図10
で示され、これは、カソード131、アノード132、および
アノード132から始まる配列にて、両極性膜133、アニオ
ン選択性膜134およびカチオン選択性膜135を含む電気化
学セル130の模式図である。図10で示した電気化学セル1
30は、４個の隔室、すなわち、水隔室136、酸隔室137、
供給隔室138および回収隔室139を含む。
で示され、これは、カソード131、アノード132、および
アノード132から始まる配列にて、両極性膜133、アニオ
ン選択性膜134およびカチオン選択性膜135を含む電気化
学セル130の模式図である。図10で示した電気化学セル1
30は、４個の隔室、すなわち、水隔室136、酸隔室137、
供給隔室138および回収隔室139を含む。
【００８５】図10で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室および
回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜135を通って、回収隔室139に入る。このアンモニウム
カチオンは、このカソードで形成された水酸化物イオン
と結合して、回収隔室139にて、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。精製ヒドロキシルアミンは、この回収
隔室から回収される。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室および
回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜135を通って、回収隔室139に入る。このアンモニウム
カチオンは、このカソードで形成された水酸化物イオン
と結合して、回収隔室139にて、所望のヒドロキシルア
ミンを生成する。精製ヒドロキシルアミンは、この回収
隔室から回収される。
【００８６】他の実施態様では、電気化学セルは、図11
で示され、これは、カソード141、アノード142、および
アノード142から始まる配列にて、第一両極性膜143、ア
ニオン選択性膜144、カチオン選択性膜145および第二両
極性膜146を含む電気化学セル140の模式図である。図11
で示した電気化学セル140は、５個の隔室、すなわち、
第一水隔室147、酸隔室148、供給隔室149、回収隔室150
および第二水隔室151を含む。
で示され、これは、カソード141、アノード142、および
アノード142から始まる配列にて、第一両極性膜143、ア
ニオン選択性膜144、カチオン選択性膜145および第二両
極性膜146を含む電気化学セル140の模式図である。図11
で示した電気化学セル140は、５個の隔室、すなわち、
第一水隔室147、酸隔室148、供給隔室149、回収隔室150
および第二水隔室151を含む。
【００８７】図11で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室および
回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜145を通って、回収隔室150に入る。このアンモニウム
カチオンは、この第二両極性膜のアニオン側で形成され
た水酸化物イオンと結合して、回収隔室150にて、所望
のヒドロキシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルア
ミンは、この回収隔室から回収される。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室および
回収隔室に充填される。このアノードとカソードとの間
に、電位差が確立され維持されて、このセルを横切る電
流の流れが生じ、それにより、アンモニウムカチオン
は、このカソードの方に引きつけられ、カチオン選択性
膜145を通って、回収隔室150に入る。このアンモニウム
カチオンは、この第二両極性膜のアニオン側で形成され
た水酸化物イオンと結合して、回収隔室150にて、所望
のヒドロキシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルア
ミンは、この回収隔室から回収される。
【００８８】他の実施態様では、電気化学セルは、図12
で示され、これは、カソード161、アノード162、および
アノード162から始まる配列にて、第一両極性膜163、ア
ニオン選択性膜164、第一カチオン選択性膜165、第二カ
チオン選択性膜166および第二両極性膜167を含む電気化
学セル160の模式図である。図12で示した電気化学セル1
60は、６個の隔室、すなわち、第一水隔室168、酸隔室1
69、供給隔室170、パージ隔室171、回収隔室172および
第二水隔室173を含む。
で示され、これは、カソード161、アノード162、および
アノード162から始まる配列にて、第一両極性膜163、ア
ニオン選択性膜164、第一カチオン選択性膜165、第二カ
チオン選択性膜166および第二両極性膜167を含む電気化
学セル160の模式図である。図12で示した電気化学セル1
60は、６個の隔室、すなわち、第一水隔室168、酸隔室1
69、供給隔室170、パージ隔室171、回収隔室172および
第二水隔室173を含む。
【００８９】図12で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室、パー
ジ隔室および回収隔室に充填される。このアノードとカ
ソードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセ
ルを横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウ
ムカチオンは、このカソードの方に引きつけられ、第一
および第二カチオン選択性膜およびパージ隔室を通っ
て、回収隔室172に入る。このアンモニウムカチオン
は、この第二両極性膜のアニオン側で形成された水酸化
物イオンと結合して、回収隔室172にて、所望のヒドロ
キシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルアミンは、
この回収隔室から回収される。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、この供給隔室に
充填される。液体電解質は、この酸隔室、水隔室、パー
ジ隔室および回収隔室に充填される。このアノードとカ
ソードとの間に、電位差が確立され維持されて、このセ
ルを横切る電流の流れが生じ、それにより、アンモニウ
ムカチオンは、このカソードの方に引きつけられ、第一
および第二カチオン選択性膜およびパージ隔室を通っ
て、回収隔室172に入る。このアンモニウムカチオン
は、この第二両極性膜のアニオン側で形成された水酸化
物イオンと結合して、回収隔室172にて、所望のヒドロ
キシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルアミンは、
この回収隔室から回収される。
【００９０】他の実施態様では、電気化学セルは、図13
で示され、これは、カソード181、アノード182、および
アノード182から始まる配列にて、第一両極性膜183、第
一アニオン選択性膜184、第一カチオン選択性膜185、第
二両極性膜186、第三両極性膜187、第二アニオン選択性
膜188、第二カチオン選択性膜189および第四両極性膜19
0を含む電気化学セル180の模式図である。図13で示した
電気化学セル180は、９個の隔室、すなわち、第一水隔
室191、第一酸隔室192、第一供給隔室193、第一回収隔
室194、緩衝隔室195、第二酸隔室196、第二供給隔室19
7、第二回収隔室198および第二水隔室199を含む。
で示され、これは、カソード181、アノード182、および
アノード182から始まる配列にて、第一両極性膜183、第
一アニオン選択性膜184、第一カチオン選択性膜185、第
二両極性膜186、第三両極性膜187、第二アニオン選択性
膜188、第二カチオン選択性膜189および第四両極性膜19
0を含む電気化学セル180の模式図である。図13で示した
電気化学セル180は、９個の隔室、すなわち、第一水隔
室191、第一酸隔室192、第一供給隔室193、第一回収隔
室194、緩衝隔室195、第二酸隔室196、第二供給隔室19
7、第二回収隔室198および第二水隔室199を含む。
【００９１】図13で示した電気化学セルの操作では、不
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、第一および第二
供給隔室193および197に充填される。液体電解質は、こ
の酸隔室、水隔室、緩衝隔室および回収隔室に充填され
る。このアノードとカソードとの間に、電位差が確立さ
れ維持されて、このセルを横切る電流の流れが生じ、そ
れにより、アンモニウムカチオンは、このカソードの方
に引きつけられ、各第一および第二カチオン選択性膜を
通って、各回収隔室に入る。このアンモニウムカチオン
は、この第二および第四両極性膜のアニオン側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、各回収隔室にて、所望
のヒドロキシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルア
ミンは、この回収隔室から回収される。
純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモニウム
塩の少なくとも１種を含有する溶液は、第一および第二
供給隔室193および197に充填される。液体電解質は、こ
の酸隔室、水隔室、緩衝隔室および回収隔室に充填され
る。このアノードとカソードとの間に、電位差が確立さ
れ維持されて、このセルを横切る電流の流れが生じ、そ
れにより、アンモニウムカチオンは、このカソードの方
に引きつけられ、各第一および第二カチオン選択性膜を
通って、各回収隔室に入る。このアンモニウムカチオン
は、この第二および第四両極性膜のアニオン側で形成さ
れた水酸化物イオンと結合して、各回収隔室にて、所望
のヒドロキシルアミンを生成する。精製ヒドロキシルア
ミンは、この回収隔室から回収される。
【００９２】ある実施態様では、この回収隔室に由来の
精製ヒドロキシルアミン溶液から、少量または痕跡量の
望ましくないヒドロキシルアンモニウム塩を除去するの
は、困難なことがある。これらの場合には、残留塩を取
り除き、そして回収したヒドロキシルアミン溶液をさら
に精製するために、逆浸透ユニット、イオン交換系(ア
ニオンまたはカチオン交換樹脂を含む)または蒸留装置
を使用することが望ましい場合がある。
精製ヒドロキシルアミン溶液から、少量または痕跡量の
望ましくないヒドロキシルアンモニウム塩を除去するの
は、困難なことがある。これらの場合には、残留塩を取
り除き、そして回収したヒドロキシルアミン溶液をさら
に精製するために、逆浸透ユニット、イオン交換系(ア
ニオンまたはカチオン交換樹脂を含む)または蒸留装置
を使用することが望ましい場合がある。
【００９３】この電気化学セルでは、アノードとして、
種々の物質が使用できる。例えば、このアノードは、金
属(例えば、チタンコーティング電極、グラファイト、
タンタル、ジルコニウム、ハフニウムまたはそれらの合
金)から製造できる。一般に、これらのアノードは、非
不動態化された触媒フィルムを有し、これは、金属性貴
金属(例えば、白金、イリジウム、ロジウムまたはそれ
らの合金)、または貴金属(例えば、白金、イリジウム、
ルテニウム、パラジウムまたはロジウム)の少なくとも
１種の酸化物または混合酸化物を含有する導電性酸化物
の混合物を含有し得る。１つの実施態様では、このアノ
ードは、寸法安定性アノード(例えば、チタンベースを
有し、その上に酸化ルテニウムおよび/または酸化イリ
ジウムを有するアノード)である。
種々の物質が使用できる。例えば、このアノードは、金
属(例えば、チタンコーティング電極、グラファイト、
タンタル、ジルコニウム、ハフニウムまたはそれらの合
金)から製造できる。一般に、これらのアノードは、非
不動態化された触媒フィルムを有し、これは、金属性貴
金属(例えば、白金、イリジウム、ロジウムまたはそれ
らの合金)、または貴金属(例えば、白金、イリジウム、
ルテニウム、パラジウムまたはロジウム)の少なくとも
１種の酸化物または混合酸化物を含有する導電性酸化物
の混合物を含有し得る。１つの実施態様では、このアノ
ードは、寸法安定性アノード(例えば、チタンベースを
有し、その上に酸化ルテニウムおよび/または酸化イリ
ジウムを有するアノード)である。
【００９４】電気化学セルでカソードとして使用される
種々の物質は、本発明の上記実施態様および他の実施態
様で用いる電気化学セルに含有され得る。カソード物質
には、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、ニッケルメッキし
たチタン、グラファイト、炭素鋼(鉄)またはそれらの合
金などが挙げられる。「合金」との用語は、広義に使用
され、２個またはそれ以上の金属の密接な混合物だけで
なく、他の金属上に被覆した金属を含む。ある場合に
は、ニッケル、ステンレス鋼および白金は、ヒドロキシ
ルアミンのアンモニアへの分解を促進する。従って、あ
る実施態様では、気体拡散カソードを用いるのが好まし
い。気体拡散カソードは、適切な多孔性疎水性物質(例
えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))から形成し
た通常のカソード構造を含み得る。
種々の物質は、本発明の上記実施態様および他の実施態
様で用いる電気化学セルに含有され得る。カソード物質
には、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、ニッケルメッキし
たチタン、グラファイト、炭素鋼(鉄)またはそれらの合
金などが挙げられる。「合金」との用語は、広義に使用
され、２個またはそれ以上の金属の密接な混合物だけで
なく、他の金属上に被覆した金属を含む。ある場合に
は、ニッケル、ステンレス鋼および白金は、ヒドロキシ
ルアミンのアンモニアへの分解を促進する。従って、あ
る実施態様では、気体拡散カソードを用いるのが好まし
い。気体拡散カソードは、適切な多孔性疎水性物質(例
えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))から形成し
た通常のカソード構造を含み得る。
【００９５】本発明の方法で使用する電気化学セルは、
少なくとも１個のディバイダーまたはセパレーター(例
えば、イオン選択性膜)および少なくとも１個の両極性
膜を含む。隔室は、以下のうちの２つの間の領域とし
て、規定される：ディバイダーおよび/または両極性膜
および/またはアノードおよび/またはカソード。これら
のディバイダーおよび/または両極性膜は、拡散障壁お
よび/または気体セパレーターとして機能する。
少なくとも１個のディバイダーまたはセパレーター(例
えば、イオン選択性膜)および少なくとも１個の両極性
膜を含む。隔室は、以下のうちの２つの間の領域とし
て、規定される：ディバイダーおよび/または両極性膜
および/またはアノードおよび/またはカソード。これら
のディバイダーおよび/または両極性膜は、拡散障壁お
よび/または気体セパレーターとして機能する。
【００９６】本発明で使用できるディバイダーまたはセ
パレーターは、広範囲の微孔性拡散障壁、スクリーン、
フィルター、ダイアフラムなどから選択でき、これら
は、所望のサイズの孔を含み、アンモニウムカチオンを
カソードの方に移動させ得る。この微孔性ディバイダー
は、種々の物質(プラスチック(例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレンおよびテフロン)、セラミックスなどを
含む)から調製できる。微孔性ディバイダー(例えば、非
イオン性ディバイダー)は、例えば、図に挙げたディバ
イダーに加えて、使用できる。市販の微孔性セパレータ
ーの具体例としては、Celanese CelgardおよびNorton Z
itexが挙げられる。本発明の方法を、高分子量化合物を
精製するのに使用するとき、微孔性セパレーターは、特
に有用である。
パレーターは、広範囲の微孔性拡散障壁、スクリーン、
フィルター、ダイアフラムなどから選択でき、これら
は、所望のサイズの孔を含み、アンモニウムカチオンを
カソードの方に移動させ得る。この微孔性ディバイダー
は、種々の物質(プラスチック(例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレンおよびテフロン)、セラミックスなどを
含む)から調製できる。微孔性ディバイダー(例えば、非
イオン性ディバイダー)は、例えば、図に挙げたディバ
イダーに加えて、使用できる。市販の微孔性セパレータ
ーの具体例としては、Celanese CelgardおよびNorton Z
itexが挙げられる。本発明の方法を、高分子量化合物を
精製するのに使用するとき、微孔性セパレーターは、特
に有用である。
【００９７】本発明のセルおよび方法で使用するカチオ
ン選択性膜は、ヒドロキシルアミンの電気化学的な精製
または調製で使用されているもののいずれでもあり得
る。好ましくは、このカチオン交換膜は、耐久性の高い
物質(例えば、フルオロカーボン系列をベースにした
膜、またはポリスチレン系列またはポリプロピレン系列
の低価格の物質に由来の膜)を含有すべきである。しか
しながら、好ましくは、本発明で有用なカチオン選択性
膜には、カチオン選択性基(例えば、パーフルオロスル
ホン酸およびパーフルオロスルホン酸/パーフルオロカ
ルボン酸)を含むフッ化膜、パーフルオロカーボン重合
体膜(例えば、E.I. dupont Nemours & Co.から、「Nafi
on」の一般商品名称で販売されているもの(例えば、DuP
ont's CationicNafion 902膜))が挙げられる。他の適切
なカチオン選択性膜には、カチオン選択性基(例えば、
スルホネート基、カルボキシレート基など)を含むスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体膜、Raipore Cationic
R1010(Pall RAI)、および徳山ソーダのNeosepta CMHお
よびNeosepta CM1膜が挙げられる。カチオン選択性膜の
調製および構造は、Encyclopedia of Chemical Technol
ogy(Kirk-Othmer、Third Ed.、Vol. 15、pp. 92-131、W
iley & Sons、New York、1985)において、「Membrane T
echnology」の表題の章に記載されている。これらのペ
ージの内容は、本発明の方法で有用であり得る種々のカ
チオン選択性膜の開示について、本明細書中で参考とし
て援用されている。
ン選択性膜は、ヒドロキシルアミンの電気化学的な精製
または調製で使用されているもののいずれでもあり得
る。好ましくは、このカチオン交換膜は、耐久性の高い
物質(例えば、フルオロカーボン系列をベースにした
膜、またはポリスチレン系列またはポリプロピレン系列
の低価格の物質に由来の膜)を含有すべきである。しか
しながら、好ましくは、本発明で有用なカチオン選択性
膜には、カチオン選択性基(例えば、パーフルオロスル
ホン酸およびパーフルオロスルホン酸/パーフルオロカ
ルボン酸)を含むフッ化膜、パーフルオロカーボン重合
体膜(例えば、E.I. dupont Nemours & Co.から、「Nafi
on」の一般商品名称で販売されているもの(例えば、DuP
ont's CationicNafion 902膜))が挙げられる。他の適切
なカチオン選択性膜には、カチオン選択性基(例えば、
スルホネート基、カルボキシレート基など)を含むスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体膜、Raipore Cationic
R1010(Pall RAI)、および徳山ソーダのNeosepta CMHお
よびNeosepta CM1膜が挙げられる。カチオン選択性膜の
調製および構造は、Encyclopedia of Chemical Technol
ogy(Kirk-Othmer、Third Ed.、Vol. 15、pp. 92-131、W
iley & Sons、New York、1985)において、「Membrane T
echnology」の表題の章に記載されている。これらのペ
ージの内容は、本発明の方法で有用であり得る種々のカ
チオン選択性膜の開示について、本明細書中で参考とし
て援用されている。
【００９８】いずれのアニオン選択性膜(黒みがかった
水の脱塩用のプロセスで用いる膜を含む)も、使用でき
る。好ましくは、膜は、このセル中に存在する特定のア
ニオン(例えば、硝酸塩イオンおよびハロゲン化物イオ
ン)に関して、選択的であるべきである。アニオン膜の
調製および構造は、Encyclopedia of Chemical Technol
ogy、Kirk-Othmer、Third Ed.、Vol. 15、pp. 92-131、
Wiley & Sons、New York、1985)において、「Membrane
Technology」の表題の章に記述されている。これらのペ
ージの内容は、本発明の方法で有用であり得る種々のア
ニオン選択性膜の開示について、本明細書中で参考とし
て援用されている。
水の脱塩用のプロセスで用いる膜を含む)も、使用でき
る。好ましくは、膜は、このセル中に存在する特定のア
ニオン(例えば、硝酸塩イオンおよびハロゲン化物イオ
ン)に関して、選択的であるべきである。アニオン膜の
調製および構造は、Encyclopedia of Chemical Technol
ogy、Kirk-Othmer、Third Ed.、Vol. 15、pp. 92-131、
Wiley & Sons、New York、1985)において、「Membrane
Technology」の表題の章に記述されている。これらのペ
ージの内容は、本発明の方法で有用であり得る種々のア
ニオン選択性膜の開示について、本明細書中で参考とし
て援用されている。
【００９９】使用され得る市販のアニオン選択性膜に
は、以下がある：Amflon、Series 310(これは、四級ア
ンモニウム基で置換したフッ化重合体ベースであり、Am
ericanMachine and Foundry Companyにより製造されて
いる)；lonac MA 3148、MA 3236およびMA 3475(これら
は、四級アンモニウム基で置換しヘテロポリ塩化ビニル
から誘導した重合体であり、Ritter-Pfauder Corp.、Pe
rmutit Divisionから製造されている)；東ソー社から製
造されているTosflex IE-SF 34またはIE-SA 48(これ
は、アルカリ媒体中で安定であるように設計された膜で
ある)；徳山曹達社のNeosepta AMH、Neosepta ACM、Neo
septa AFNまたはNeosepta ACLE-SP；および旭硝子のSel
emion AMVおよびSelemion AAV。
は、以下がある：Amflon、Series 310(これは、四級ア
ンモニウム基で置換したフッ化重合体ベースであり、Am
ericanMachine and Foundry Companyにより製造されて
いる)；lonac MA 3148、MA 3236およびMA 3475(これら
は、四級アンモニウム基で置換しヘテロポリ塩化ビニル
から誘導した重合体であり、Ritter-Pfauder Corp.、Pe
rmutit Divisionから製造されている)；東ソー社から製
造されているTosflex IE-SF 34またはIE-SA 48(これ
は、アルカリ媒体中で安定であるように設計された膜で
ある)；徳山曹達社のNeosepta AMH、Neosepta ACM、Neo
septa AFNまたはNeosepta ACLE-SP；および旭硝子のSel
emion AMVおよびSelemion AAV。
【０１００】この電気化学セルで使用する両極性膜は、
３個の部分(カチオン選択側または領域、アニオン選択
側または領域、およびこれらの２個の領域間の界面)を
含む複合材料膜である。直流電流が、そのカソードに向
かうかまたは面するカチオン選択側を有する両極性膜を
通るとき、電場の影響下で、この界面に起こる水の解離
により生成したH+イオンおよびOH-イオンの輸送によっ
て、電気伝導が得られる。両極性膜は、例えば、米国特
許第2,829,095号、第4,024,043号(単一フィルム両極性
膜)および米国特許第4,116,889号(キャスト両極性膜)に
記述されている。本発明の方法で有用な両極性膜には、
Neosepta Bipolar 1膜(徳山曹達による)、WSI Bipolar
膜、およびAqualytics Bipolar膜が挙げられる。
３個の部分(カチオン選択側または領域、アニオン選択
側または領域、およびこれらの２個の領域間の界面)を
含む複合材料膜である。直流電流が、そのカソードに向
かうかまたは面するカチオン選択側を有する両極性膜を
通るとき、電場の影響下で、この界面に起こる水の解離
により生成したH+イオンおよびOH-イオンの輸送によっ
て、電気伝導が得られる。両極性膜は、例えば、米国特
許第2,829,095号、第4,024,043号(単一フィルム両極性
膜)および米国特許第4,116,889号(キャスト両極性膜)に
記述されている。本発明の方法で有用な両極性膜には、
Neosepta Bipolar 1膜(徳山曹達による)、WSI Bipolar
膜、およびAqualytics Bipolar膜が挙げられる。
【０１０１】この供給隔室または供給−回収隔室に含ま
れる不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液の電気化学的
精製または転化は、このアノードおよびカソードの間に
電流(一般に、直流)を通じることにより、行われる。こ
の電気化学セルに通す電流は、一般に、このセルの設計
および性能特性により指定される直流であり、この特性
は、当業者に容易に明らかとなるかおよび/または常套
的な実験により決定できる。１平方インチあたり、約0.
01アンペアと約４アンペアとの間の電流密度が、一般
に、使用され、１平方インチあたり、約0.3アンペアと
約0.7アンペアとの間の電流密度が、好ましい。一定の
特定の用途に対して、これより高い電流密度または低い
電流密度が、使用できる。この電流密度は、回収隔室ま
たは供給−回収隔室において、所望量または所望濃度の
ヒドロキシルアミンを形成するのに充分な期間にわたっ
て、このセルに印加される。
れる不純ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアンモ
ニウム塩の少なくとも１種を含有する溶液の電気化学的
精製または転化は、このアノードおよびカソードの間に
電流(一般に、直流)を通じることにより、行われる。こ
の電気化学セルに通す電流は、一般に、このセルの設計
および性能特性により指定される直流であり、この特性
は、当業者に容易に明らかとなるかおよび/または常套
的な実験により決定できる。１平方インチあたり、約0.
01アンペアと約４アンペアとの間の電流密度が、一般
に、使用され、１平方インチあたり、約0.3アンペアと
約0.7アンペアとの間の電流密度が、好ましい。一定の
特定の用途に対して、これより高い電流密度または低い
電流密度が、使用できる。この電流密度は、回収隔室ま
たは供給−回収隔室において、所望量または所望濃度の
ヒドロキシルアミンを形成するのに充分な期間にわたっ
て、このセルに印加される。
【０１０２】この電気化学プロセスの間、このセル内の
溶液の温度は、約10℃〜約80℃の範囲、好ましくは、約
30℃〜約50℃の範囲に維持するのが一般に望ましい。特
に、この温度は、この電気化学プロセスの間、約40℃に
維持される。好ましい実施態様では、本発明の方法は、
定電位条件下にて行われる。
溶液の温度は、約10℃〜約80℃の範囲、好ましくは、約
30℃〜約50℃の範囲に維持するのが一般に望ましい。特
に、この温度は、この電気化学プロセスの間、約40℃に
維持される。好ましい実施態様では、本発明の方法は、
定電位条件下にて行われる。
【０１０３】本発明の方法は、バッチ式または連続操作
で実施できる。循環は、ポンプおよび/または気体発生
により行われる。本発明の方法の適当な濃度を維持しお
よび/または効率を維持するために、種々の化合物が定
期的または連続的に添加され得る。
で実施できる。循環は、ポンプおよび/または気体発生
により行われる。本発明の方法の適当な濃度を維持しお
よび/または効率を維持するために、種々の化合物が定
期的または連続的に添加され得る。
【０１０４】本発明の１実施態様では、ヒドロキシルア
ミンの精製方法は、酸性電解質の存在下にて、窒素含有
化合物(例えば、窒素酸化物ガス)を電気化学的に還元し
て、ヒドロキシルアンモニウム塩を形成することを包含
する。この実施態様で使用する予備電気化学セルは、ア
ノード、カソード、両極性膜およびディバイダーを含
む。この予備セルにて、ヒドロキシルアンモニウム塩の
みが生成する実施態様では、このディバイダーは省略で
きる。一般的な意味では、この予備セルは、この予備セ
ルに充填する物質と適合するセル材料から構成され得
る。このセル材料は、特に、酸性環境に耐えることがで
きなければならない。このカソードと両極性膜との間に
は、供給隔室が位置しており、この両極性膜とディバイ
ダーとの間には、回収隔室が位置しており、そしてこの
ディバイダーとアノードとの間には、アノード液隔室が
位置している。この予備セルにて、ヒドロキシルアンモ
ニウム塩のみが生成するとき、この予備電気化学セル
は、ディバイダーまたは回収隔室を含まず、このアノー
ド液隔室は、この両極性膜とアノードとの間に位置して
いる。
ミンの精製方法は、酸性電解質の存在下にて、窒素含有
化合物(例えば、窒素酸化物ガス)を電気化学的に還元し
て、ヒドロキシルアンモニウム塩を形成することを包含
する。この実施態様で使用する予備電気化学セルは、ア
ノード、カソード、両極性膜およびディバイダーを含
む。この予備セルにて、ヒドロキシルアンモニウム塩の
みが生成する実施態様では、このディバイダーは省略で
きる。一般的な意味では、この予備セルは、この予備セ
ルに充填する物質と適合するセル材料から構成され得
る。このセル材料は、特に、酸性環境に耐えることがで
きなければならない。このカソードと両極性膜との間に
は、供給隔室が位置しており、この両極性膜とディバイ
ダーとの間には、回収隔室が位置しており、そしてこの
ディバイダーとアノードとの間には、アノード液隔室が
位置している。この予備セルにて、ヒドロキシルアンモ
ニウム塩のみが生成するとき、この予備電気化学セル
は、ディバイダーまたは回収隔室を含まず、このアノー
ド液隔室は、この両極性膜とアノードとの間に位置して
いる。
【０１０５】この予備セルは、大気圧または高圧で操作
されるように、適合され得る。このカソードは、ヒドロ
キシルアミンまたはヒドロキシルアンモニウム塩への窒
素酸化物還元に対する電気触媒活性を示す物質を含む。
このカソードは、一般に、気体拡散カソードである。こ
の気体拡散カソードは、適切な多孔性疎水性物質(例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))をカーボンブ
ラックおよび触媒と混合して形成した通常のカソード構
造を包含し得る。
されるように、適合され得る。このカソードは、ヒドロ
キシルアミンまたはヒドロキシルアンモニウム塩への窒
素酸化物還元に対する電気触媒活性を示す物質を含む。
このカソードは、一般に、気体拡散カソードである。こ
の気体拡散カソードは、適切な多孔性疎水性物質(例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))をカーボンブ
ラックおよび触媒と混合して形成した通常のカソード構
造を包含し得る。
【０１０６】この予備電気化学セルは、この気体拡散カ
ソードの隣に、ガス室を含み得る。このガス室には、窒
素含有気体が注入され、次いで、この気体拡散カソード
を通って、この供給隔室に入る。この予備電気化学セル
のアノード液隔室は、イオン性化合物の溶液を含有す
る。このアノード液隔室中のイオン性化合物の濃度は、
約0.01 M〜約５ Mである。この予備電気化学セルの供給
隔室は、窒素含有気体および上記酸性電解質を含む。こ
の酸性電解質中の酸の選択は、生成するのが望ましい特
定のヒドロキシルアンモニウム塩により決定される。こ
の酸性電解質中の酸の濃度は、約0.01 M〜約５ Mであり
得る。この予備電気化学セルの回収隔室は、最初に、イ
オン性化合物の溶液を含む。この回収隔室中のイオン性
化合物の濃度は、約0.01 M〜約５ Mである。
ソードの隣に、ガス室を含み得る。このガス室には、窒
素含有気体が注入され、次いで、この気体拡散カソード
を通って、この供給隔室に入る。この予備電気化学セル
のアノード液隔室は、イオン性化合物の溶液を含有す
る。このアノード液隔室中のイオン性化合物の濃度は、
約0.01 M〜約５ Mである。この予備電気化学セルの供給
隔室は、窒素含有気体および上記酸性電解質を含む。こ
の酸性電解質中の酸の選択は、生成するのが望ましい特
定のヒドロキシルアンモニウム塩により決定される。こ
の酸性電解質中の酸の濃度は、約0.01 M〜約５ Mであり
得る。この予備電気化学セルの回収隔室は、最初に、イ
オン性化合物の溶液を含む。この回収隔室中のイオン性
化合物の濃度は、約0.01 M〜約５ Mである。
【０１０７】このアノードとカソードとの間に、約６ボ
ルト〜約12ボルトにて、約10 mA/cm2〜約500 mA/cm2、
多くの場合、約50 mA/cm2〜150 mA/cm2の見掛け電流密
度で電流を流すことにより、窒素含有気体および酸性電
解質を含む供給隔室において、ヒドロキシルアンモニウ
ム塩が生成する。この電流は、この供給隔室において、
所望濃度のヒドロキシルアンモニウム塩が生成するのに
効果的な期間にわたって、この予備電気化学セルに印加
される。この予備電気化学セルは、ヒドロキシルアンモ
ニウム塩およびヒドロキシルアミンの生成に適切な温度
で、維持され得る。この温度は、約１℃〜約70℃であ
る。この供給隔室で生成するヒドロキシルアンモニウム
塩の濃度は、約0.01 M〜約５ M、好ましくは、約２ M〜
約３ Mである。
ルト〜約12ボルトにて、約10 mA/cm2〜約500 mA/cm2、
多くの場合、約50 mA/cm2〜150 mA/cm2の見掛け電流密
度で電流を流すことにより、窒素含有気体および酸性電
解質を含む供給隔室において、ヒドロキシルアンモニウ
ム塩が生成する。この電流は、この供給隔室において、
所望濃度のヒドロキシルアンモニウム塩が生成するのに
効果的な期間にわたって、この予備電気化学セルに印加
される。この予備電気化学セルは、ヒドロキシルアンモ
ニウム塩およびヒドロキシルアミンの生成に適切な温度
で、維持され得る。この温度は、約１℃〜約70℃であ
る。この供給隔室で生成するヒドロキシルアンモニウム
塩の濃度は、約0.01 M〜約５ M、好ましくは、約２ M〜
約３ Mである。
【０１０８】このヒドロキシルアンモニウム塩の一部
は、回収されるか、この回収隔室に物理的に移動される
かいずれかであり得る。このことは、当業者に公知の方
法により、断続的または連続的なベースでなされ得る。
この予備電気化学セルに適用する電流により、アニオン
が、このアノード液隔室に移動され、この回収隔室に
て、ヒドロキシルアミンが生成する。次いで、この回収
隔室から、ヒドロキシルアミン溶液が得られ得る。
は、回収されるか、この回収隔室に物理的に移動される
かいずれかであり得る。このことは、当業者に公知の方
法により、断続的または連続的なベースでなされ得る。
この予備電気化学セルに適用する電流により、アニオン
が、このアノード液隔室に移動され、この回収隔室に
て、ヒドロキシルアミンが生成する。次いで、この回収
隔室から、ヒドロキシルアミン溶液が得られ得る。
【０１０９】図14を参照すると、予備電気化学セル200
は、カソード201、アノード202、およびカソード201か
ら始まる配列にて、両極性膜203およびディバイダー204
から構成される。好ましい実施態様では、ディバイダー
204は、アニオン選択性膜である。両極性膜203は、この
アノードに面したアニオン選択側(図示せず)およびこの
カソードに面したカチオン選択側(図示せず)を有する。
予備電気化学セル200は、３個の隔室、すなわち、供給
隔室205、回収隔室206およびアノード液隔室207を含
む。カソード201は、気体拡散カソードである。ガス室2
08は、カソード201の隣に位置している。
は、カソード201、アノード202、およびカソード201か
ら始まる配列にて、両極性膜203およびディバイダー204
から構成される。好ましい実施態様では、ディバイダー
204は、アニオン選択性膜である。両極性膜203は、この
アノードに面したアニオン選択側(図示せず)およびこの
カソードに面したカチオン選択側(図示せず)を有する。
予備電気化学セル200は、３個の隔室、すなわち、供給
隔室205、回収隔室206およびアノード液隔室207を含
む。カソード201は、気体拡散カソードである。ガス室2
08は、カソード201の隣に位置している。
【０１１０】図14で示した予備電気化学セルの操作で
は、酸および水を含有する酸性電解質は、供給隔室205
に充填される。イオン性化合物を含有する水溶液は、回
収隔室206およびアノード液隔室207に充填される。この
イオン性化合物は、この回収隔室では、第一濃度であ
り、そしてアノード液隔室207では、第二濃度である。
ガス室208には、窒素含有気体が満たされる。圧力下に
て、この窒素含有気体は、カソード201を通って、供給
隔室205に入る。この圧力は、この窒素含有気体をこの
気体拡散カソードを通すに充分であるが、著しく大きく
はない。このアノードとカソードとの間に、電位差が確
立され維持されて、この予備電気化学セルを横切る電流
の流れが生じ、それにより、供給隔室205にて、ヒドロ
キシルアンモニウム塩が生成する。このヒドロキシルア
ンモニウム塩の一部は、集められるか、線209で示すよ
うに、供給隔室205から除去されて回収隔室206に移され
るか、いずれかである。このアノードとカソードとの間
で維持される電位差の結果として、このヒドロキシルア
ンモニウム塩の塩(アニオン)は、アノード202の方に引
きつけられ、それにより、ディバイダー204を通って、
アノード液隔室207に入る。回収隔室206では、ヒドロキ
シルアミンが生成する。次いで、ヒドロキシルアミン
は、回収隔室206から回収される。
は、酸および水を含有する酸性電解質は、供給隔室205
に充填される。イオン性化合物を含有する水溶液は、回
収隔室206およびアノード液隔室207に充填される。この
イオン性化合物は、この回収隔室では、第一濃度であ
り、そしてアノード液隔室207では、第二濃度である。
ガス室208には、窒素含有気体が満たされる。圧力下に
て、この窒素含有気体は、カソード201を通って、供給
隔室205に入る。この圧力は、この窒素含有気体をこの
気体拡散カソードを通すに充分であるが、著しく大きく
はない。このアノードとカソードとの間に、電位差が確
立され維持されて、この予備電気化学セルを横切る電流
の流れが生じ、それにより、供給隔室205にて、ヒドロ
キシルアンモニウム塩が生成する。このヒドロキシルア
ンモニウム塩の一部は、集められるか、線209で示すよ
うに、供給隔室205から除去されて回収隔室206に移され
るか、いずれかである。このアノードとカソードとの間
で維持される電位差の結果として、このヒドロキシルア
ンモニウム塩の塩(アニオン)は、アノード202の方に引
きつけられ、それにより、ディバイダー204を通って、
アノード液隔室207に入る。回収隔室206では、ヒドロキ
シルアミンが生成する。次いで、ヒドロキシルアミン
は、回収隔室206から回収される。
【０１１１】好ましい実施態様では、このアノード液隔
室中の溶液の一部は、線210で示すように、供給隔室205
に物理的に除去され移動される。さらにより好ましい実
施態様では、このアノード液隔室から得られた酸溶液
は、この供給隔室に添加する前に、濃縮される。このヒ
ドロキシルアンモニウム塩に由来の塩アニオンが、ディ
バイダー204を通って、アノード液隔室207に移動するに
つれて、この塩に対応する酸が、このアノード液隔室に
て生成する。供給隔室205は、一定の最低濃度の酸を含
有しなければならないので、このアノード液隔室で生成
した酸は、この供給隔室に移されて、それにより、本発
明の方法で使用する酸が再循環され、それにより、この
供給隔室に、新鮮な酸を絶えずまたは断続的に添加する
必要がなくなる。結果として、相当な価格上および環境
上の利点が得られる。
室中の溶液の一部は、線210で示すように、供給隔室205
に物理的に除去され移動される。さらにより好ましい実
施態様では、このアノード液隔室から得られた酸溶液
は、この供給隔室に添加する前に、濃縮される。このヒ
ドロキシルアンモニウム塩に由来の塩アニオンが、ディ
バイダー204を通って、アノード液隔室207に移動するに
つれて、この塩に対応する酸が、このアノード液隔室に
て生成する。供給隔室205は、一定の最低濃度の酸を含
有しなければならないので、このアノード液隔室で生成
した酸は、この供給隔室に移されて、それにより、本発
明の方法で使用する酸が再循環され、それにより、この
供給隔室に、新鮮な酸を絶えずまたは断続的に添加する
必要がなくなる。結果として、相当な価格上および環境
上の利点が得られる。
【０１１２】供給隔室205から集めたヒドロキシルアン
モニウム塩溶液または回収隔室206から回収したヒドロ
キシルアミン溶液の一部は、電気化学セルの供給隔室ま
たは供給−回収隔室(例えば、図１〜13のうちの１つに
記述のものまたは上記のもの)に充填され得る。電流を
印加した状態で、ヒドロキシルアミンおよび/またはヒ
ドロキシルアンモニウム塩の溶液は、精製および/また
は転化され、次いで、第二電気化学セルの回収隔室また
は供給−回収隔室から、ヒドロキシルアミンが回収され
得る。
モニウム塩溶液または回収隔室206から回収したヒドロ
キシルアミン溶液の一部は、電気化学セルの供給隔室ま
たは供給−回収隔室(例えば、図１〜13のうちの１つに
記述のものまたは上記のもの)に充填され得る。電流を
印加した状態で、ヒドロキシルアミンおよび/またはヒ
ドロキシルアンモニウム塩の溶液は、精製および/また
は転化され、次いで、第二電気化学セルの回収隔室また
は供給−回収隔室から、ヒドロキシルアミンが回収され
得る。
【０１１３】本発明の他の実施態様では、図15を参照す
ると、ヒドロキシルアミンからヒドロキシルアンモニウ
ム塩(例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウム)を分離す
るプロセスは、アノード221、水銀カソード222およびデ
ィバイダー223(例えば、カチオン選択性膜であって、そ
れにより、アノードとセパレーターとの間でアノード液
隔室225を規定し、カソードとセパレーターとの間でカ
ソード液隔室224を規定する)を含む２隔室予備電気化学
セルを提供することを含む。比較的濃縮した酸溶液、例
えば、少なくとも５ M(例えば、13 M)の硝酸は、このカ
ソード液に充填され、そしてそれ程濃縮していない酸溶
液(例えば、１ Mの硝酸)は、このアノード液に充填さ
れ、その温度を約50℃未満に維持しつつ、電流が印加さ
れる。このカソード液から集めた溶液は、図面の１つに
記載のまたは上記の電気化学セルの供給隔室または供給
−回収隔室に充填される。電流を印加した状態で、ヒド
ロキシルアミンおよび/またはヒドロキシルアンモニウ
ム塩の溶液は、精製および/または転化され、次いで、
第二電気化学セルの回収隔室または供給−回収隔室か
ら、ヒドロキシルアミンが回収され得る。不純物は、酸
(例えば、硝酸)およびヒドロキシルアンモニウム塩(硝
酸ヒドロキシルアンモニウム)を含み得る。
ると、ヒドロキシルアミンからヒドロキシルアンモニウ
ム塩(例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウム)を分離す
るプロセスは、アノード221、水銀カソード222およびデ
ィバイダー223(例えば、カチオン選択性膜であって、そ
れにより、アノードとセパレーターとの間でアノード液
隔室225を規定し、カソードとセパレーターとの間でカ
ソード液隔室224を規定する)を含む２隔室予備電気化学
セルを提供することを含む。比較的濃縮した酸溶液、例
えば、少なくとも５ M(例えば、13 M)の硝酸は、このカ
ソード液に充填され、そしてそれ程濃縮していない酸溶
液(例えば、１ Mの硝酸)は、このアノード液に充填さ
れ、その温度を約50℃未満に維持しつつ、電流が印加さ
れる。このカソード液から集めた溶液は、図面の１つに
記載のまたは上記の電気化学セルの供給隔室または供給
−回収隔室に充填される。電流を印加した状態で、ヒド
ロキシルアミンおよび/またはヒドロキシルアンモニウ
ム塩の溶液は、精製および/または転化され、次いで、
第二電気化学セルの回収隔室または供給−回収隔室か
ら、ヒドロキシルアミンが回収され得る。不純物は、酸
(例えば、硝酸)およびヒドロキシルアンモニウム塩(硝
酸ヒドロキシルアンモニウム)を含み得る。
【０１１４】
【実施例】以下の特定の実施例は、本発明のヒドロキシ
ルアンモニウム塩の調製を例示する。これらの実施例お
よび本明細書および請求の範囲のいずれかで、他に指示
がなければ、全ての部およびパーセントは重量基準であ
り、温度は摂氏であり、そして圧力は大気圧またはその
近傍である。
ルアンモニウム塩の調製を例示する。これらの実施例お
よび本明細書および請求の範囲のいずれかで、他に指示
がなければ、全ての部およびパーセントは重量基準であ
り、温度は摂氏であり、そして圧力は大気圧またはその
近傍である。
【０１１５】（実施例１）Neosepta AMHアニオン選択性
膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およびNeosepta Bip
olar １膜を有する図４の電気化学セルを提供する。ア
ノードは、酸化ルテニウムコーティングしたチタンメッ
シュから構成され、16 in2の表面積を有する。カソード
は、ステンレス鋼から構成され、16 in2の表面積を有す
る。20重量％の硝酸ヒドロキシルアンモニウムを含有す
る溶液を、供給隔室に充填し、6.3重量％硝酸溶液を、
酸隔室に充填し、５重量％硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム溶液を、水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収
隔室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(2
0ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約
25 ppmの硝酸イオンを含有する18％ヒドロキシルアミン
溶液を、この回収隔室から回収する。この操作により、
50％の電流効率が達成される。
膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およびNeosepta Bip
olar １膜を有する図４の電気化学セルを提供する。ア
ノードは、酸化ルテニウムコーティングしたチタンメッ
シュから構成され、16 in2の表面積を有する。カソード
は、ステンレス鋼から構成され、16 in2の表面積を有す
る。20重量％の硝酸ヒドロキシルアンモニウムを含有す
る溶液を、供給隔室に充填し、6.3重量％硝酸溶液を、
酸隔室に充填し、５重量％硝酸ヒドロキシルアンモニウ
ム溶液を、水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収
隔室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(2
0ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約
25 ppmの硝酸イオンを含有する18％ヒドロキシルアミン
溶液を、この回収隔室から回収する。この操作により、
50％の電流効率が達成される。
【０１１６】（実施例２）Neosepta AMHアニオン選択性
膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およびNeosepta Bip
olar １膜を有する図４の電気化学セルを提供する。ア
ノードは、酸化ルテニウムコーティングしたチタンメッ
シュから構成され、16 in2の表面積を有する。カソード
は、ステンレス鋼から構成され、16 in2の表面積を有す
る。33重量％の硫酸ヒドロキシルアンモニウムを含有す
る溶液を、供給隔室に充填し、10重量％硫酸溶液を、酸
隔室に充填し、４重量％硫酸ヒドロキシルアンモニウム
溶液を、水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収隔
室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(18
ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約5
0 ppmの硫酸塩イオンを含有する30％ヒドロキシルアミ
ン溶液を、この回収隔室から回収する。この操作によ
り、48％の電流効率が達成される。
膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およびNeosepta Bip
olar １膜を有する図４の電気化学セルを提供する。ア
ノードは、酸化ルテニウムコーティングしたチタンメッ
シュから構成され、16 in2の表面積を有する。カソード
は、ステンレス鋼から構成され、16 in2の表面積を有す
る。33重量％の硫酸ヒドロキシルアンモニウムを含有す
る溶液を、供給隔室に充填し、10重量％硫酸溶液を、酸
隔室に充填し、４重量％硫酸ヒドロキシルアンモニウム
溶液を、水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収隔
室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(18
ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約5
0 ppmの硫酸塩イオンを含有する30％ヒドロキシルアミ
ン溶液を、この回収隔室から回収する。この操作によ
り、48％の電流効率が達成される。
【０１１７】（実施例３）Neosepta ACMアニオン選択性
膜およびNeosepta Bipolar １膜を有する図６の電気化
学セルを提供する。アノードは、酸化ルテニウムコーテ
ィングしたチタンメッシュから構成され、16 in2の表面
積を有する。カソードは、ステンレス鋼から構成され、
16 in2の表面積を有する。20重量％のリン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムを含有する溶液を、供給−回収隔室に充
填し、10重量％リン酸溶液を、酸隔室に充填し、そして
３重量％リン酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、水隔
室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(30
ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約6
50 ppmのリン酸イオンを含有する19％ヒドロキシルアミ
ン溶液を、この回収隔室から回収する。
膜およびNeosepta Bipolar １膜を有する図６の電気化
学セルを提供する。アノードは、酸化ルテニウムコーテ
ィングしたチタンメッシュから構成され、16 in2の表面
積を有する。カソードは、ステンレス鋼から構成され、
16 in2の表面積を有する。20重量％のリン酸ヒドロキシ
ルアンモニウムを含有する溶液を、供給−回収隔室に充
填し、10重量％リン酸溶液を、酸隔室に充填し、そして
３重量％リン酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、水隔
室に充填する。回収隔室の温度を約30℃に維持し、(30
ボルトのセル電圧で)５アンペアの電流を印加する。約6
50 ppmのリン酸イオンを含有する19％ヒドロキシルアミ
ン溶液を、この回収隔室から回収する。
【０１１８】（実施例４）Nafion 902カチオン選択性膜
およびNeosepta Bipolar １膜を有する図８の電気化学
セルを提供する。アノードは、酸化ルテニウムコーティ
ングしたチタンメッシュから構成され、16 in2の表面積
を有する。カソードは、白金メッキしたチタンから構成
され、16 in2の表面積を有する。４重量％硫酸ヒドロキ
シルアンモニウム溶液を、水隔室に充填し、25重量％硫
酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、供給隔室に充填
し、そして脱イオン水を、回収隔室に充填する。回収隔
室の温度を約30℃に維持し、(30ボルトのセル電圧で)５
アンペアの電流を印加する。約1600 ppmの硫酸イオンを
含有する23％硫酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、こ
の回収隔室から回収する。
およびNeosepta Bipolar １膜を有する図８の電気化学
セルを提供する。アノードは、酸化ルテニウムコーティ
ングしたチタンメッシュから構成され、16 in2の表面積
を有する。カソードは、白金メッキしたチタンから構成
され、16 in2の表面積を有する。４重量％硫酸ヒドロキ
シルアンモニウム溶液を、水隔室に充填し、25重量％硫
酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、供給隔室に充填
し、そして脱イオン水を、回収隔室に充填する。回収隔
室の温度を約30℃に維持し、(30ボルトのセル電圧で)５
アンペアの電流を印加する。約1600 ppmの硫酸イオンを
含有する23％硫酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、こ
の回収隔室から回収する。
【０１１９】（実施例５）Bipolar １膜、Selemion AAV
アニオン選択性膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およ
びNeosepta Bipolar １膜を有する図11の電気化学セル
を提供する。そのアノードは、酸化ルテニウムコーティ
ングしたチタンメッシュから構成され、16in2の表面積
を有する。カソードは、ステンレス鋼から構成され、16
in2の表面積を有する。22重量％の硝酸ヒドロキシルア
ンモニウムを含有する溶液を、供給隔室に充填し、6.3
重量％硝酸溶液を、酸隔室に充填し、４重量％硝酸ヒド
ロキシルアンモニウム溶液を、カソード液水隔室に充填
し、10重量％硝酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、ア
ノード液水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収隔
室に充填する。回収隔室の温度を約20℃に維持し、(24
ボルトのセル電圧で)４アンペアの電流を印加する。約1
0 ppmの硝酸イオンを含有する20％ヒドロキシルアミン
溶液を、回収隔室から回収する。この操作により、44％
の電流効率が達成される。
アニオン選択性膜、Neosepta CMHカチオン選択性膜およ
びNeosepta Bipolar １膜を有する図11の電気化学セル
を提供する。そのアノードは、酸化ルテニウムコーティ
ングしたチタンメッシュから構成され、16in2の表面積
を有する。カソードは、ステンレス鋼から構成され、16
in2の表面積を有する。22重量％の硝酸ヒドロキシルア
ンモニウムを含有する溶液を、供給隔室に充填し、6.3
重量％硝酸溶液を、酸隔室に充填し、４重量％硝酸ヒド
ロキシルアンモニウム溶液を、カソード液水隔室に充填
し、10重量％硝酸ヒドロキシルアンモニウム溶液を、ア
ノード液水隔室に充填し、そして脱イオン水を、回収隔
室に充填する。回収隔室の温度を約20℃に維持し、(24
ボルトのセル電圧で)４アンペアの電流を印加する。約1
0 ppmの硝酸イオンを含有する20％ヒドロキシルアミン
溶液を、回収隔室から回収する。この操作により、44％
の電流効率が達成される。
【０１２０】本発明は、その好ましい実施態様に関して
説明しているものの、それらの種々の変更は、この明細
書を読めば、当業者に明らかなことが理解されるべきで
ある。従って、ここで開示の発明は、特許請求の範囲に
入るようなこれらの変更を含むべく意図されていること
が理解されるべきである。
説明しているものの、それらの種々の変更は、この明細
書を読めば、当業者に明らかなことが理解されるべきで
ある。従って、ここで開示の発明は、特許請求の範囲に
入るようなこれらの変更を含むべく意図されていること
が理解されるべきである。
【０１２１】
【発明の効果】本発明によれば、電気化学セルを用いる
ことにより、高純度のヒドロキシルアミン溶液およびヒ
ドロキシルアンモニウム塩溶液が得られる。
ことにより、高純度のヒドロキシルアミン溶液およびヒ
ドロキシルアンモニウム塩溶液が得られる。
【図１】本発明に従った１個のユニットセルを含む３隔
室電気化学セルの模式図である。
室電気化学セルの模式図である。
【図２】図１のセルと類似のユニットセル２個を重ねて
含む単極配置の電気化学セルの模式図である。
含む単極配置の電気化学セルの模式図である。
【図３】本発明に従った４隔室電気化学セルの模式図で
ある。
ある。
【図４】本発明に従った別の４隔室電気化学セルの模式
図である。
図である。
【図５】図４のセルと類似のユニットセル２個を重ねて
含む電気化学セルの模式図である。
含む電気化学セルの模式図である。
【図６】本発明に従った別の３隔室電気化学セルの模式
図である。
図である。
【図７】図６のセルと類似のユニットセル２個を重ねて
含む、両極性配置の電気化学セルの模式図である。
含む、両極性配置の電気化学セルの模式図である。
【図８】本発明に従った別の３隔室電気化学セルの模式
図である。
図である。
【図９】本発明に従った別の４隔室電気化学セルの模式
図である。
図である。
【図１０】本発明に従った別の４隔室電気化学セルの模
式図である。
式図である。
【図１１】本発明に従った５隔室電気化学セルの模式図
である。
である。
【図１２】本発明に従った６隔室電気化学セルの模式図
である。
である。
【図１３】図11のセルと類似のユニットセル２個を重ね
て含む、電気化学セルの模式図である。
て含む、電気化学セルの模式図である。
【図１４】本発明に従った予備電気化学セルの模式図で
ある。
ある。
【図１５】本発明に従った別の予備電気化学セルの模式
図である。
図である。
１０，２０ 電気化学セル １１，２１，２２ カソード １２，２７ アノード １３，２４，２５ アニオン選択性膜 １４，２３，２６ カチオン選択性膜 １５，３０，３１ 酸隔室 １６，２９，３２ 供給隔室 １７，２８，３３ 回収隔室 ４８ パージ隔室 ５５ 両極性膜 ５９ 水隔室 ８６ 供給−回収隔室 ２０４ ディバイダー ２０７ アノード液隔室 ２０８ ガス室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593059980 821 Ｅａｓｔ Ｗｏｏｄｗａｒｄ， Ａ ｕｓｔｉｎ， Ｔｅｘａｓ 78704， Ｕ ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅ ｒｉｃａ (72)発明者 クリストファー ディー． シャイ アメリカ合衆国 オクラホマ 74074， スティルウォーター， ナンバー．１， サウス ダック ストリート 209
Claims (32)
- 【請求項１】 ヒドロキシルアンモニウム塩溶液からヒ
ドロキシルアミンを調製する方法であって、該方法は、
以下を包含する： (A) アノード、カソード、カチオン選択性膜およびア
ニオン選択性膜を含む電気化学セルを提供することであ
って、ここで、該カチオン選択性膜は、該カソードと該
アニオン選択性膜との間に位置しており、そして該アニ
オン選択性膜は、該カチオン選択性膜と該アノードとの
間に位置しており、それにより、該カチオン選択性膜と
該アニオン選択性膜との間で供給隔室を規定し、該カソ
ードと該カチオン選択性膜との間で回収隔室を規定し、
そして該アニオン選択性膜と該アノードとの間で酸隔室
を規定すること； (B) 第一の溶液を該酸隔室に充填し、そして第二の溶
液を該回収隔室に充填すること； (C) 該ヒドロキシルアンモニウム塩溶液を該供給隔室
に充填すること； (D) 該電気化学セルに電流を通して、該回収隔室にヒ
ドロキシルアミンを生成すること；および (E) 該回収隔室からヒドロキシルアミンを回収するこ
と。 - 【請求項２】 前記電気化学セルが、さらに、前記アニ
オン選択性膜と前記アノードとの間に位置している両極
性膜を含み、該両極性膜が、該アノードに面したアニオ
ン選択側および前記カソードに面したカチオン選択側を
有し、それにより、前記カチオン選択性膜と該カソード
との間で回収隔室を規定し、該アニオン選択性膜と該カ
チオン選択性膜の間で供給隔室を規定し、該両極性膜と
該アニオン選択性膜との間で酸隔室を規定し、そして該
アノードと該両極性膜との間で水隔室を規定し、イオン
溶液が該水隔室に充填される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記電気化学セルが、さらに、前記カチ
オン選択性膜と前記カソードとの間に位置している両極
性膜を含み、該両極性膜が、前記アノードに面したアニ
オン選択側および該カソードに面したカチオン選択側を
有し、それにより、該カチオン選択性膜と該両極性膜と
の間で回収隔室を規定し、前記アニオン選択性膜と該カ
チオン選択性膜との間で供給隔室を規定し、該アノード
と該アニオン選択性膜との間で酸隔室を規定し、そして
該カソードと該両極性膜との間で水隔室を規定し、イオ
ン溶液が該水隔室に充填される、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項４】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、ヒドロキシルアミンを含有する、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項５】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、硝酸ヒドロキシルアンモニウム、硫酸ヒドロキシル
アンモニウム、リン酸ヒドロキシルアンモニウムおよび
塩化ヒドロキシルアンモニウムの少なくとも１種を含有
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、塩酸メチルヒドロキシルアミン、塩酸エチルヒドロ
キシルアミン、塩酸プロピルヒドロキシルアミン、塩酸
イソプロピルヒドロキシルアミンおよび塩酸ジエチルヒ
ドロキシルアミンの少なくとも１種を含有する、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、硝酸、硫酸、リン酸および塩酸の少なくと
も１種を含有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、少なくとも１種の安定剤を含有する、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、窒素含有化合物をヒドロキシルアンモニウム塩に転
化することを含む電気化学プロセスにより形成される、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、前記回収したヒドロキシルア
ミンを、逆浸透ユニット、イオン交換樹脂または蒸留装
置に通すことを包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 定電位条件下で行われる、請求項１に
記載の方法。 - 【請求項１２】 前記カソードが、気体拡散カソードを
含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、以下の工程を含むプロセスから得られる、請求項１
に記載の方法：アノード、水銀カソードおよびディバイ
ダーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノ
ードと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定
し、そして該カソードと該セパレーターとの間でカソー
ド液隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔
室に充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充
填する工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印
加する工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキ
シルアンモニウム塩溶液を得る工程。 - 【請求項１４】 ヒドロキシルアンモニウム塩溶液から
ヒドロキシルアミンを調製する方法であって、該方法
は、以下を包含する： (A) アノード、カソード、カチオン選択性膜および両
極性膜を含む電気化学セルを提供することであって、該
両極性膜は、該アノードに面したアニオン選択側および
該カソードに面したカチオン選択側を有し、ここで、該
カチオン選択性膜は、該アノードと該両極性膜との間に
位置しており、そして該両極性膜は、該カチオン選択性
膜と該カソードとの間に位置しており、それにより、該
カチオン選択性膜と該アノードとの間で供給隔室を規定
し、該両極性膜と該カチオン選択性膜との間で回収隔室
を規定し、そして該両極性膜と該カソードとの間で水隔
室を規定すること； (B) イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を
該回収隔室に充填すること； (C) 該ヒドロキシルアンモニウム塩溶液を該供給隔室
に充填すること； (D) 該電気化学セルに電流を通して、該回収隔室にヒ
ドロキシルアミンを生成すること；および (E) 該回収隔室から該ヒドロキシルアミンを回収する
こと。 - 【請求項１５】 前記電気化学セルが、さらに、前記両
極性膜と前記カチオン選択性膜との間に位置している第
二カチオン選択性膜を含み、それにより、該両極性膜と
前記カソードとの間で水隔室を規定し、該第二カチオン
選択性膜と該カチオン選択性膜との間で回収隔室を規定
し、該カチオン選択性膜と該第二カチオン選択性膜との
間でパージ隔室を規定し、そして前記アノードと該カチ
オン選択性膜との間で供給隔室を規定し、ここで、第二
溶液が該パージ隔室に充填される、請求項１４に記載の
方法。 - 【請求項１６】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、ヒドロキシルアミンを含有する、請求項１
４に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、硝酸ヒドロキシルアンモニウム、硫酸ヒドロキシル
アンモニウム、リン酸ヒドロキシルアンモニウムおよび
塩化ヒドロキシルアンモニウムの少なくとも１種を含有
する、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、塩酸メチルヒドロキシルアミン、塩酸エチルヒドロ
キシルアミン、塩酸プロピルヒドロキシルアミン、塩酸
イソプロピルヒドロキシルアミンおよび塩酸ジエチルヒ
ドロキシルアミンの少なくとも１種を含有する、請求項
１４に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、硝酸、硫酸、リン酸および塩酸の少なくと
も１種を含有する、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、少なくとも１種の安定剤を含有する、請求
項１４に記載の方法。 - 【請求項２１】 さらに、前記回収したヒドロキシルア
ミンを、逆浸透ユニット、イオン交換樹脂または蒸留装
置に通すことを包含する、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項２２】 定電位条件下で行われる、請求項１４
に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、以下の工程を含むプロセスから得られる、請求項１
４に記載の方法：アノード、カソードおよびディバイダ
ーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該アノー
ドと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定し、
そして該カソードと該セパレーターとの間でカソード液
隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔室に
充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充填す
る工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印加す
る工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキシル
アンモニウム塩溶液を得る工程。 - 【請求項２４】 前記カソードが、水銀を含む、請求項
２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 ヒドロキシルアンモニウム塩溶液から
ヒドロキシルアミンを調製する方法であって、該方法
は、以下を包含する： (A) アノード、カソード、アニオン選択性膜および両
極性膜を含む電気化学セルを提供することであって、該
両極性膜は、該アノードに面したアニオン選択側および
該カソードに面したカチオン選択側を有し、ここで、該
アニオン選択性膜は、該アノードと該両極性膜との間に
位置しており、そして該両極性膜は、該アニオン選択性
膜と該カソードとの間に位置しており、それにより、該
アニオン選択性膜と該両極性膜との間で供給−回収隔室
を規定し、該両極性膜と該カソードとの間で水隔室を規
定し、そして該アニオン選択性膜と該アノードとの間で
酸隔室を規定すること； (B) イオン性溶液を該水隔室に充填し、そして溶液を
該酸隔室に充填すること； (C) 該ヒドロキシルアンモニウム塩溶液を該供給−回
収隔室に充填すること； (D) 該電気化学セルに電流を通して、該供給−回収隔
室にヒドロキシルアミンを生成すること；および (E) 該供給−回収隔室からヒドロキシルアミンを回収
すること。 - 【請求項２６】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、ヒドロキシルアミンを含有する、請求項２
５に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、硝酸ヒドロキシルアンモニウム、硫酸ヒドロキシル
アンモニウム、リン酸ヒドロキシルアンモニウムおよび
塩化ヒドロキシルアンモニウムの少なくとも１種を含有
する、請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、塩酸メチルヒドロキシルアミン、塩酸エチルヒドロ
キシルアミン、塩酸プロピルヒドロキシルアミン、塩酸
イソプロピルヒドロキシルアミンおよび塩酸ジエチルヒ
ドロキシルアミンの少なくとも１種を含有する、請求項
２５に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、硝酸、硫酸、リン酸および塩酸の少なくと
も１種を含有する、請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、さらに、少なくとも１種の安定剤を含有する、請求
項２５に記載の方法。 - 【請求項３１】 さらに、前記回収したヒドロキシルア
ミンを、逆浸透ユニット、イオン交換樹脂または蒸留装
置に通すことを包含する、請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記ヒドロキシルアンモニウム塩溶液
が、以下の工程を含むプロセスから得られる、請求項２
５に記載の方法：アノード、水銀カソードおよびディバ
イダーを含む電気化学セルを提供し、それにより、該ア
ノードと該セパレーターとの間でアノード液隔室を規定
し、そして該カソードと該セパレーターとの間でカソー
ド液隔室を規定する工程；濃硝酸溶液を該カソード液隔
室に充填し、そして希硝酸溶液を該アノード液隔室に充
填する工程；温度を約50℃以下に維持しつつ、電流を印
加する工程；および該カソード液隔室から、該ヒドロキ
シルアンモニウム塩溶液を得る工程。
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