(57)【要約】【課題】光電極を用いてヨウ素酸イオンを過ヨウ素酸イオンに酸化する際に、より高い電流効率で効率的に過ヨウ素酸イオンを製造する方法を提供すること、また、電極反応により生成した過ヨウ素酸イオンを酸化剤として有用化学種を製造し、これにより生成したヨウ素酸イオンを再び電極反応により酸化する酸化還元系を提供すること。【解決手段】アノード室に設けられた光電極に光照射を行うことにより、前記アノード室でヨウ素酸イオンを含む電解液中のヨウ素酸イオンを光電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる際に、前記アノード室の電解液においてナトリウムイオンを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲とする。これにより、ヨウ素酸イオンの電極酸化による過ヨウ素酸イオンの製造を高い電流効率で行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード室に設けられた光電極に光照射を行うことにより、前記アノード室でヨウ素酸イオンを含む電解液中のヨウ素酸イオンを電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる、過ヨウ素酸イオンの製造方法であって、前記アノード室の電解液においてナトリウムイオンを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ナトリウムイオンの濃度を０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの範囲内とすることを特徴とする、請求項１に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
【請求項３】
前記光電極が酸化タングステンを含んで構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
【請求項４】
アノード室に設けられた光電極に光照射を行うことにより、前記アノード室でヨウ素酸ナトリウムを含む電解液中のヨウ素酸イオンを光電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる、過ヨウ素酸イオンの製造方法であって、前記アノード室の電解液においてヨウ素酸ナトリウムを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ヨウ素酸ナトリウムを０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの濃度範囲内とすることを特徴とする、請求項４に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
【請求項６】
前記光電極が酸化タングステンを含んで構成されることを特徴とする、請求項４または５に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された製造方法により得られた過ヨウ素酸イオンを含む電解液を前記アノード室から採取する採取Ｉ工程、採取Ｉ工程で採取された電解液を酸化処理槽に送給する送給工程、酸化処理槽内において、電解液中の過ヨウ素酸イオンで被酸化対象物を酸化処理する酸化処理工程、前記酸化処理槽から電解液を採取する採取ＩＩ工程、及び、前記採取ＩＩ工程で採取された電解液を前記アノード室に還流する還流工程を含み、各工程は、他の工程と独立して又は関連して、連続的若しくは間欠的に進行させる、酸化処理物の製造方法。
【請求項８】
過ヨウ素酸イオンを生成する過ヨウ素酸イオンの調製装置と、被酸化対象物を酸化処理する酸化処理槽とを含む酸化処理物の製造装置であって、
前記調製装置は、ヨウ素酸イオンが溶解された電解液を収容したアノード室と、該電解液に浸漬され光照射される光電極と、前記アノード室とイオン交換膜を介して結合されたカソード室と、カソード室の電解液に浸漬されたカソード電極とを具備するものであり、
前記酸化処理槽は、電解液を収容し、前記電解液と被酸化対象物とを相互に接触させる機構を具備するものであり、
さらに、前記アノード室から過ヨウ素酸イオンを含む電解液を採取する採取Ｉ装置と、前記採取Ｉ装置で採取された電解液を酸化処理槽に送給する送給装置と、前記酸化処理槽から電解液を採取する採取ＩＩ装置と、前記採取ＩＩ装置で採取された電解液を前記アノード室に還流する還流装置とを具備し、
前記調製装置のアノード室内で過ヨウ素酸イオンを生成する際に、アノード室電解液のナトリウムイオンの濃度を０．０８〜０．１２Ｍの範囲内とする、酸化処理物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電極を用いてヨウ素酸イオンを酸化して過ヨウ素酸イオンを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過ヨウ素酸イオンは様々な合成反応において用いられている優れた酸化剤である。この過ヨウ素酸イオンはヨウ素を酸化することで得られるヨウ素酸イオンをさらに酸化することで製造することができる。そのようなヨウ素酸イオンの酸化による過ヨウ素酸イオンの製造に電極反応を用いることが報告されており、電極反応を用いることで他の化学種を酸化剤として添加することなく不純物を含まない過ヨウ素酸イオンを製造することができる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、前記電極反応を利用する製造方法を改良し、低電圧でヨウ素酸イオンを過ヨウ素酸イオンへと酸化することができる光電極を用いた製造方法についてもすでに報告されている。そのような改良方法では、太陽光等の光エネルギーを利用した光電極により低電力で安価に過ヨウ素酸イオンを製造することも期待できる（特許文献２および非特許文献１参照）。これらの文献においては、上記電極反応で得られた過ヨウ素酸イオンを化合物の酸化剤として用いる反応系についても言及されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２５６９３号公報
【特許文献２】特開２０１６−０８９２４９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K. Fuku, et al., ChemSusChem 2015, 8, 1593-1600
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、上記のような従来技術について検討した結果、次の（ａ）、（ｂ）のような事項を認識するに至った。
（ａ）特許文献２において報告されているように、０．２Ｍのヨウ素酸ナトリウムを原料として光電極反応でヨウ素酸イオンを過ヨウ素酸イオンに酸化する場合、競争反応が生じるために電流効率は５０％程度であり、効率的に過ヨウ素酸イオンを製造するためには電流効率のさらなる向上が重要である。
（ｂ）電極反応で酸化して得られた過ヨウ素酸イオンを酸化剤として用いる反応系において還元されて生じた系中のヨウ素酸イオンを再び電極反応で酸化して過ヨウ素酸イオンにすることができれば、この酸化還元系を有用化学種の製造過程に組み込んで利用することもできる。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術やそれに対する本発明者らの前記認識を背景としてなされたものであり、光電極を用いてヨウ素酸イオンを過ヨウ素酸イオンに酸化する際に、より高い電流効率で効率的に過ヨウ素酸イオンを製造する方法を提供することを課題とし、また、電極反応により生成した過ヨウ素酸イオンを酸化剤として有用化学種を製造し、これにより生成したヨウ素酸イオンを再び電極反応により酸化する酸化還元系を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために様々な条件で実験を進めて検討した結果、光電極を用いた光照射下でのヨウ素酸イオンの過ヨウ素酸イオンへの酸化において、反応系中のナトリウムイオンの濃度を上述の０．２Ｍよりも低い０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの範囲とすることにより、高い電流効率で効率的に過ヨウ素酸イオンを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、この出願は、以下の発明を提供するものである。
（１）アノード室に設けられた光電極に光照射を行うことにより、前記アノード室でヨウ素酸イオンを含む電解液中のヨウ素酸イオンを光電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる、過ヨウ素酸イオンの製造方法であって、前記アノード室の電解液においてナトリウムイオンを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする方法。
（２）前記ナトリウムイオンを０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする、（１）に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
（３）前記光電極が酸化タングステンを含んで構成されることを特徴とする、（１）または（２）に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
（４）アノード室に設けられた光電極に光照射を行うことにより、前記アノード室でヨウ素酸ナトリウムを含む電解液中のヨウ素酸イオンを光電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる、過ヨウ素酸イオンの製造方法であって、前記アノード室の電解液においてヨウ素酸ナトリウムを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする方法。
（５）前記ヨウ素酸ナトリウムを０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの濃度範囲とすることを特徴とする、（４）に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
（６）前記光電極が酸化タングステンを含んで構成されることを特徴とする、（４）または（５）に記載の過ヨウ素酸イオンの製造方法。
（７）（１）〜（６）のいずれか１項に記載された製造方法により得られた過ヨウ素酸イオンを含む電解液を前記アノード室から採取する採取Ｉ工程、採取Ｉ工程で採取された電解液を酸化処理槽に送給する送給工程、酸化処理槽内において、電解液中の過ヨウ素酸イオンで被酸化対象物を酸化処理する酸化処理工程、前記酸化処理槽から電解液を採取する採取ＩＩ工程、及び、前記採取ＩＩ工程で採取された電解液を前記アノード室に還流する還流工程を含み、各工程は、他の工程と独立して又は関連して、連続的若しくは間欠的に進行させる、酸化処理物の製造方法。
（８）過ヨウ素酸イオンを生成する過ヨウ素酸イオンの調製装置と、被酸化対象物を酸化処理する酸化処理槽とを含む酸化処理物の製造装置であって、
前記調製装置は、ヨウ素酸イオンが溶解された電解液を収容したアノード室と、該電解液に浸漬され光照射される光電極と、前記アノード室とイオン交換膜を介して結合されたカソード室と、カソード室の電解液に浸漬されたカソード電極とを具備するものであり、
前記酸化処理槽は、電解液を収容し、前記電解液と被酸化対象物とを相互に接触させる機構を具備するものであり、
さらに、前記アノード室から過ヨウ素酸イオンを含む電解液を採取する採取Ｉ装置と、前記採取Ｉ装置で採取された電解液を酸化処理槽に送給する送給装置と、前記酸化処理槽から電解液を採取する採取ＩＩ装置と、前記採取ＩＩ装置で採取された電解液を前記アノード室に還流する還流装置とを具備し、
前記調製装置のアノード室内で過ヨウ素酸イオンを生成する際に、アノード室電解液のナトリウムイオンの濃度を０．０８〜０．１２Ｍの範囲内とする、酸化処理物の製造装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法により、光電極反応により光照射下でヨウ素酸イオンを酸化して過ヨウ素酸イオンを製造する際に、反応系中のナトリウムイオンの濃度を０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの範囲とすることで、電流効率を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の製造方法を実施するための過ヨウ素酸イオンの製造装置の具体例を模式的に示した図である。
【図２】ヨウ素酸ナトリウムを原料とする、ナトリウムイオン存在下でのヨウ素酸イオンの電極酸化による過ヨウ素酸イオンの生成の電流効率を示す図である。
【図３】ヨウ素酸カリウムを原料とする、カリウムイオン存在下でのヨウ素酸イオンの電極酸化による過ヨウ素酸イオンの生成の電流効率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
光電極をアノード電極として用いて光照射下でヨウ素酸イオンを酸化して過ヨウ素酸イオンを生成するときは、対イオンとなる陽イオンがアノード室の電解液中に存在する。例えば、原料としてヨウ素酸塩を用いた場合には原料に由来する陽イオンが系中に含まれる。このときにアノード室の電解液中に存在する陽イオンがナトリウムイオンの場合に、カリウムイオンなどの他の陽イオンの場合と比較して、過ヨウ素酸イオンを生成する電流効率が向上する。さらにナトリウムイオンを好ましくは０．０８Ｍ〜０．１２Ｍ、より好ましくは０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの濃度範囲とするときに、高い電流効率を達成することができる。具体的には、例えば原料として過ヨウ素酸ナトリウムを用い、その濃度を好ましくは０．０８Ｍ〜０．１２Ｍ、より好ましくは０．０９Ｍ〜０．１１Ｍとすることにより、本発明を好適に実施することができる。また支持電解質として電解液中にナトリウムイオンを存在させて前記した濃度範囲にする方法など、原料とは別にナトリウムイオンを添加することによっても実施することができる。
【００１２】
本発明の過ヨウ素酸イオンの製造方法を実施するための過ヨウ素酸イオンの製造装置の具体例を、図１に模式的に示す。図示の製造装置は、アノード室２４、カソード室２６、それら両室を仕切る隔膜２２を含む。アノード室２４は、ヨウ素酸イオンを含むアノード電解液１８と、該電解液に光照射可能な様態で浸漬された光電極であるアノード電極１４とを含む。アノード電極１４は光照射により光電極として作用する。照射する光は、アノード電極１４を光電極として作用させるものであればよく、特に限定されないが、太陽光を用いると、過ヨウ素酸イオンをより低コストで製造することができる。光電極は、ヨウ素酸イオンを酸化して過ヨウ素酸イオンを製造できるものであればよい。限定を意図するものではないが、光電極は、可視光が大部分を占める太陽光をより効率的に活用するためには優れた可視光応答性を示すものが好ましく、過ヨウ素酸イオン生成の大きな電流効率を得るには酸化タングステン電極がより好ましい。カソード室２６は、カソード電解液２０と、該電解液に浸漬されたカソード電極１６を含む。電極反応を生じさせるためにイオン交換膜を隔壁２２に用いることができるが、特定の材質に限定されるものではない。アノード電極１４とカソード電極１６は電気的に接続され、電極反応に必要な電圧をその間に印加するが、好ましい電圧はカソード室２６で生じる電極反応の選択などの他の条件により決定する。
【００１３】
電極反応により電流として流れた電荷のうちである特定の反応に寄与した割合が、その反応の電流効率である。電極において複数の反応が生じる場合は、目的とする反応の電流効率を高くすることが望ましい。通常は原料の濃度が高いほど生成物の電流効率は向上するはずである。すなわち、電極における原料の反応は、原料以外の物質に基づいて電極で生じる副反応との競争になるため、原料の電極付近における濃度が高いほど原料以外の物質により生じる副反応に対して原料の反応が速くなって、その反応効率が向上すると考えられる。本発明の反応系の場合、例えばヨウ素酸塩を原料として溶解した水溶液をアノード電解液１８とし、ヨウ素酸イオンをアノード電極１４において酸化して過ヨウ素酸イオンを生成するときには、図１においてアノード室２４側に例示するように、競争反応として溶媒の水の酸化によって酸素が生成する。この反応系ではヨウ素酸イオンの酸化による過ヨウ素酸イオンの生成反応と水の酸化による酸素の生成反応のそれぞれの電流効率の和がほぼ１００％となっており、これら二つの反応がアノード電極１４において競争している。そのため、通常であれば原料のヨウ素酸塩の濃度を増せばそれだけ反応するヨウ素酸イオンの濃度が高くなるので過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が向上すると予想される。しかしながら、本発明者らは、本発明の反応系は、そのような予想とは異なった、特異な挙動を示すことを見いだした。本発明は、本発明の反応系のこの特異な性質を利用して生成物の電流効率を最適化するものである。
【００１４】
すなわち、以下の実施例において詳述するとおり、本発明者らは、アノード電極１４として酸化タングステン電極を、カソード電極１６として白金メッシュ電極を、アノード室２４およびカソード室２６ともに一定量のヨウ素酸塩を原料として溶かし、ｐＨを６に調整して窒素バブリングした水溶液を電解液として用い、アノード室２４およびカソード室２６ともに窒素フローにより酸素が入らないようにして、前記した過ヨウ素酸イオン製造装置を構成し、疑似太陽光を照射して１ｍＡの定電流が流れるように電圧を印加して、ヨウ素酸イオンを酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させた。図２には、原料としてヨウ素酸ナトリウムを用い、生成開始時から３Ｃの電荷が流れたときの過ヨウ素酸イオンの生成の電流効率を示す。また図３には、原料としてヨウ素酸カリウムを用いる以外は図２の場合と同様にした場合の過ヨウ素酸イオンの生成の電流効率を示す。前記予想とは異なり、ヨウ素酸ナトリウムを原料とした場合には、その濃度が０．１０Ｍのときに電流効率が８２％を示して最も高く、図２に示すように、その周辺の０．０８Ｍ〜０．１２Ｍが６５％以上の電流効率を示す好ましい濃度範囲となることが分かった。ヨウ素酸ナトリウムの濃度が０．１２Ｍよりも大きい場合には電流効率は６５％より低下した。またヨウ素酸カリウムを原料とした場合にも、濃度が０．２０Ｍのときに電流効率は６０％を示して最も高く、さらに濃度を増加させると電流効率は低下した。なお、ヨウ素酸カリウムを用いた場合は、ヨウ素酸ナトリウムを用いた場合に比べて、電流効率は総じて低かった。
【００１５】
原料となるヨウ素酸塩の濃度が高いほどアノード電極１４付近におけるヨウ素酸イオンの濃度が高くなるはずであるにもかかわらず、ヨウ素酸塩の濃度を増加させても電流効率が単調に向上せずに途中から低下することや、ヨウ素酸塩がヨウ素酸ナトリウムの場合の方がヨウ素酸カリウムの場合よりも電流効率が高く、また電流効率が最高となる濃度も異なっていることからすると、この反応においてアノード電極１４で酸化されるのはヨウ素酸イオンであって、アノード電解液１８に含まれる陽イオンは反応に直接関与しないと思われるにもかかわらず、電流効率にはアノード電解液１８に含まれる陽イオンが著しく影響していると考えられる。本発明の実施例において得られた上述の実験結果から、ヨウ素酸イオンを電極酸化して過ヨウ素酸イオンを生成させる反応系においては、アノード電解液１８に含まれる陽イオンとしては、ナトリウムイオンが好ましく、その濃度を好ましくは０．０８Ｍ〜０．１２Ｍ、より好ましくは０．０９Ｍ〜０．１１Ｍの範囲にすることで大きな電流効率を達成できることが分かる。
【００１６】
カソード電極１６側の反応は、図１のカソード室２６側に例示されているが、アノード電極１４側における反応を進めることができればその例示に限定されず、様々な反応を選択することができる。印加する電圧をできるだけ小さくしてコストを抑制する反応を選択することや、ある程度の電圧を印加しても有用な化学種をカソード電極１６側における還元で製造する反応を選択することもできる。例えば、印加する電圧を小さくしたい場合には、カソード電極１６による酸素の還元によって水を生成する反応が有効である。そのような反応は、酸素をバブリングなどによって飽和させた水溶液をカソード電解液２０として使用すること、及び／又は、カソード電解液２０の継続的な酸素バブリングなどによりカソード電極１６の表面付近において酸素の濃度を高い状態で維持すること、などの手段により生起し、電力の消費を抑制することができる。また、カソード電解液２０として適切な水溶液を選択し、ある程度の電圧を印加して、カソード電極１６において水から水素を得る反応を生起させることも可能である。
【００１７】
前記した条件を設定し、アノード電解液１８においてナトリウムイオンを０．０８Ｍ〜０．１２Ｍの濃度範囲にすることによって、過ヨウ素酸イオンの製造において、電流効率を６５％以上、望ましくは７０％以上、より望ましくは７５％以上、さらにより望ましくは８０％以上にすることができる。
【００１８】
本発明により生成した過ヨウ素酸イオンは取り出して酸化剤として利用することもできるが、反応系によっては、例えばアノード室２４内もしくはアノード室２４に接続されて生成した過ヨウ素酸イオンが供給される酸化処理槽において過ヨウ素酸イオンにより他の化学種の酸化反応を生じさせる酸化物処理の製造システムを構成することも可能である。そのような場合には、本発明により生成した過ヨウ素酸イオンは酸化反応に利用されてヨウ素酸イオンに還元され、還流装置等により再びアノード電極１４に戻って酸化される酸化還元のサイクルを繰り返すことにより酸化剤として効率的に作用させることが可能である。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例等によりさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例等によって何ら限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
図１と同様の過ヨウ素酸イオンの製造装置１０を準備し、アノード電極１４として酸化タングステン電極を、カソード電極１６として白金メッシュ電極を、それぞれ採用し、アノード室２４およびカソード室２６の電解液はともに、ヨウ素酸ナトリウムを０．１０Ｍとなるように溶解し、ｐＨを６に調整して窒素バブリングした水溶液を用い、アノード室２４およびカソード室２６ともに窒素フローにより酸素が入らないようにした。アノード電極１４に疑似太陽光を照射し、両電極間に１ｍＡの定電流が流れるように電圧を印加して、電流として流れた電荷が３Ｃとなるまでアノード室２４においてヨウ素酸イオンを酸化したところ、約１３μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンが生成した。なお生成した過ヨウ素酸イオンの定量は、Ａ（２５ｍＭのアンモニウム鉄（ii）を２．５Ｍ硫酸に溶解させた溶液）とＢ（１２５μＭキシレノールオレンジと１００ｍＭのソルビトールを水に溶解させた溶液）を混合（Ａ：Ｂ＝１：１００体積％）した溶液１ｍＬを過ヨウ素酸イオンを含有するサンプル０．１ｍＬと水１ｍＬ中に加え、６０分静置したのちＵＶ−ｖｉｓ吸光光度計によって、６００ｎｍの波長の吸収を用いて行った。ヨウ素酸イオンが過ヨウ素酸イオンに電極酸化される場合は１分子の反応において２電子が必要なので、生成した過ヨウ素酸イオンの量から電流として流れた電荷のうち過ヨウ素酸イオンの生成に寄与した割合である電流効率を求めた。
【００２１】
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるナトリウムイオンの濃度は０．１０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が８２％となった（表１中の実施例１参照）。通常の予想とは異なって後述の比較例１および２より電流効率は高くなった。
【００２２】
［実施例２］
電解液のヨウ素酸ナトリウム濃度を０．１１Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約１２μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるナトリウムイオンの濃度は０．１１Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が７８％となった（表１中の実施例２参照）。通常の予想とは異なって後述の比較例１および２より電流効率が高くなった。
【００２３】
［実施例３］
電解液のヨウ素酸ナトリウムの濃度を０．０９Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約１１μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるナトリウムイオンの濃度は０．０９Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が７２％となった（表１中の実施例３参照）。通常の予想とは異なって後述の比較例１および２より電流効率が高くなった。
【００２４】
［比較例１］
電解液のヨウ素酸ナトリウムの濃度を０．２０Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約１０μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるナトリウムイオンの濃度は０．２０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が６２％となった（表１中の比較例１参照）。比較例１は特許文献２および非特許文献１に報告されているのと同様の条件であり、その報告値よりは電流効率の若干の向上が見られたが、通常の予想とは異なってヨウ素酸イオンおよびナトリウムイオンの濃度が高くなっても本発明の実施例の濃度範囲の場合に比較して電流効率が低くなった。
【００２５】
［比較例２］
電解液のヨウ素酸ナトリウムの濃度を０．４０Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約８μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるナトリウムイオンの濃度は０．４０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が５２％となった（表１中の比較例２参照）。これは可能な限りヨウ素酸ナトリウムの電解液中の濃度を高くした条件である。通常はこの条件で最も電流効率が高くなると予想されるにもかかわらず、電流効率は前記した本発明の実施例の濃度範囲の場合より著しく低くなった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
［比較例３］
ヨウ素酸ナトリウムの替りにヨウ素酸カリウムを用い、電解液におけるその濃度を０．２０Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約１０μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるカリウムイオンの濃度は０．２０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が６０％となった（表２中の比較例３参照）。原料としてヨウ素酸カリウムを用いた場合では最も電流効率が高かったが、原料としてヨウ素酸ナトリウムを用いて好ましい濃度範囲とした本発明の実施例に比較すると電流効率は低くなった。
【００２８】
［比較例４］
電解液のヨウ素酸カリウムの濃度を０．１０Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約５μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるカリウムイオンの濃度が０．１０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が３２％となった（表２中の比較例４参照）。原料としてヨウ素酸ナトリウムを用いた本発明の実施例１におけると同じ原料濃度であるが、本発明の実施例に比較すると電流効率は著しく低くなった。
【００２９】
［比較例５］
電解液のヨウ素酸カリウムの濃度を０．３０Ｍとした以外は実施例１と同様にした場合、約５μｍｏｌの過ヨウ素酸イオンを生成した。
過ヨウ素酸イオンの生成工程中、アノード電解液１８におけるカリウムイオンの濃度は０．３０Ｍであり、過ヨウ素酸イオンが生成する電流効率が３１％となった（表２中の比較例５参照）。これは可能な限り原料のヨウ素酸カリウムの電解液中の濃度を高くした条件であるが、本発明の実施例に比較して電流効率は著しく低くなった。
【００３０】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の製造方法によれば、光電極を用いて太陽光等の光エネルギーを利用することで、ヨウ素酸イオンを酸化して酸化剤等として有用な過ヨウ素酸イオンを安価に、高い電流効率で製造することができる。また、過ヨウ素酸イオンによる酸化反応を用いることが可能な様々な有用化学種の製造過程に本発明を組み込むこともできる。そのような製造過程を構成する酸化還元系として光エネルギーを一部利用する本発明を活用すれば、それらの有用化学種の製造コストを低減できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  過ヨウ素酸イオンの製造装置
１２  電解槽
１４  アノード電極
１６  カソード電極
１８  アノード電解液
２０  カソード電解液
２２  隔膜
２４  アノード室
２６  カソード室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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