CN115210189A - 不要物质去除设备、不要物质去除方法、分离设备和分离方法 - Google Patents

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Abstract

一种不要物质去除设备包括去除槽10、部署在去除槽10中的一对电极31A和31B、由所述一对电极31A和31B构成的流路径40、将芬顿试剂引入流路径的芬顿试剂引入部、将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径的液体引入部和将液体从流路径排出的液体排出部，并且所述一对电极31A和31B由梳状电极构成。

Description

不要物质去除设备、不要物质去除方法、分离设备和分离方法
技术领域
本公开涉及用于从含有不要物质的液体中去除应当被去除的不要物质的不要物质去除设备和不要物质去除方法，并且涉及用于分离应当从含有物质的液体中分离该物质的分离设备和分离方法。
背景技术
作为从含有不要物质的液体中去除应当被去除的不要物质的去除方法之一，已知有使含有应当被去除的不要物质的液体通过由活性炭和不要物质构成的过滤器并且不要物质被吸附到活性炭的方法。在这种方法中，需要再循环吸附了不要物质的活性炭。作为再循环方法，存在其中在低氧气体气氛中加热活性炭并进行再循环的方法，该方法具有活性炭的再循环效率低的问题。此外，还存在其中在高氧气体气氛中加热活性炭并进行再循环的方法，该方法具有活性炭中的微细孔受加热和再循环影响并且容易发生性能恶化的问题。
作为从含有不要物质的液体中去除应当被去除的不要物质的去除方法，已知有基于下述芬顿反应(Fenton reaction)的方法，其中使用了芬顿试剂(Fenton’s reagent)。上标“*”指示基团(radical)。
Fe2++H2O2→Fe3++OH*+OH-
OH*+Fe2+→OH-+Fe3+
Fe3++H2O2→Fe-OOH2++H+
Fe-OOH2+→Fe2++HO2 *
Fe2++HO2 *→Fe3++HO-
Fe3++HO2 *→Fe2++O2+H+
OH*+H2O2→H2O+HO2 *
有机物+OH*→H2O+产物…(1)
2Fe2++H2O2+2H+→2Fe3++2H2O
在公式(1)中，“有机物”是应当被去除的不要物质，根据式(1)生成产物，这个产物代入公式(1)左侧的“有机物”，公式(1)依次重复进行，最后，不要物质被分解成例如CO2和水或分解成低分子量的氮化合物和水。
作为电化学反应和芬顿反应的组合的电-芬顿反应也是已知的(例如，参考PCT国际公开No.WO 2017/014695A1)。在电-芬顿反应中，含有应当被去除的不要物质的液体在正电极和负电极之间流动。此外，在负电极中，基于以下反应
O2+2H++2e-→H2O2,
生成H2O2。
此外，已知有如下的去除方法或分离方法：液体通过型电容器由两个电极构成，并且在向两个电极施加电压的状态下使含有应当被去除的不要物质的液体或含有应当被分离的物质的液体在两个电极之间流动，从而将不要物质吸附到电极上或将物质吸附到电极。
[引文列表]
[专利文献1]
[PTL 1]
WO 2017/014695A1
发明内容
[技术问题]
在上述方法中，为了高效地去除或分离物质，电极起着重要作用。但是，在上述PCT国际公开中公开的技术中，很难说电极的构造和结构已经被优化。
因此，本公开的目的是提供一种使得能够高效地去除不要物质的不要物质去除设备、其中使用这种不要物质去除设备的不要物质去除方法并提供一种使得能够高效地分离物质的分离设备以及其中使用这种设备的分离方法。
[问题的解决方案]
一种用于实现上述目的的根据本公开的第一方面的不要物质去除设备包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中该一对电极由梳状电极构成。
一种用于实现上述目的的根据本公开的第二方面的不要物质去除设备包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极中的至少一个电极由基部和在基部的表面上提供的含有多孔碳材料的电极层构成。
一种用于实现上述目的的根据本公开的第一方面的不要物质去除方法是其中使用根据本公开的第一方面的不要物质去除设备或根据本公开的第二方面的不要物质去除设备的去除方法，
其中将液体从液体引入部引入流路径，应当被去除的不要物质被吸附到电极，然后，
芬顿试剂通过向一对电极施加电压而从芬顿试剂引入部引入流路径，并且吸附到电极的应当被去除的不要物质被分解。
也有可能将液体从液体引入部引入流路径，并且通过向一对电极施加电压而将应当被去除的不要物质吸附到电极。
一种用于实现上述目的的根据本公开的第二方面的不要物质去除方法是其中使用根据本公开的第一方面的不要物质去除设备或根据本公开的第二方面的不要物质去除设备的去除方法，
通过向一对电极施加电压而将液体从液体引入部引入流路径，将芬顿试剂从芬顿试剂引入部引入流路径，并且液体中应当被去除的不要物质被分解。
一种用于实现上述目的的根据本公开的分离设备包括
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，以及
至少一个电极含有多孔碳材料。
一种用于实现上述目的的根据本公开的分离方法是一种分离设备，其中使用包括以下的分离设备
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，以及
至少一个电极含有多孔碳材料，
其中从电源设备向该一对电极施加电压，将液体从液体引入部引入流路径，并且在应当被分离的物质与至少一个电极之间形成电双层，由此在其中已经形成电双层的电极的附近，应当被分离的物质与液体分离。
附图说明
图1是示例1的不要物质去除设备的概念视图。
图2是示例1的不要物质去除设备(根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备)中的电极和流路径的概念视图。
图3A和图3B是示例1的不要物质去除设备中的电极(根据本公开的第一方面的不要物质去除设备中的电极)的示意性局部横截面视图。
图4是示例1的不要物质去除设备中的电极的示意性透视图。
图5是示出在示例1或示例3中使用的多孔碳材料的孔分布的曲线图。
图6是示出使用示例1的不要物质去除设备进行的噬菌体MS2的吸附测试(去除评估测试)的结果的曲线图。
图7是示例1的不要物质去除设备(根据第二方面的不要物质去除设备)中的电极和流路径的概念视图。
图8A和图8B是示例1的不要物质去除设备中的电极(根据本公开的第二方面的不要物质去除设备中的电极)的示意性局部横截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图基于示例来描述本公开。但是，本公开不限于示例，并且示例中的各种数值和材料是示例。将按以下次序给出描述。
1.根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备以及根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除方法的一般描述
2.示例1(根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备和根据本公开的第一方面的不要物质去除方法)
3.示例2(根据本公开的第二方面的不要物质去除方法)
4.示例3(本公开的分离设备及分离方法)
5.其它
<根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备、根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除方法、本公开的分离设备和本公开的分离方法的一般描述>
在下文中，适用于根据本公开的第一方面的不要物质去除方法的根据本公开的第一方面的不要物质去除设备和根据本公开的第一方面的不要物质去除设备在一些情况下将被统称为“根据本公开的第一方面的不要物质去除设备等”。此外，在下文中，适用于根据本公开的第二方面的不要物质去除方法的根据本公开的第二方面的不要物质去除设备和根据本公开的第二方面的不要物质去除设备在一些情况下将被统称为“根据本公开的第二方面的不要物质去除设备等”。此外，适用于根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除方法的根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备以及根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备在一些情况下将被统称为“本公开的不要物质去除设备等”。此外，在下文中，本公开的分离设备和适用于本公开的分离方法的本公开的分离设备在一些情况下将被统称为“本公开的分离设备等”。应当被去除的不要物质和应当被分离的物质在一些情况下将被统称为“不要物质等”。
在本公开的不要物质去除设备等中，芬顿试剂引入部可以被形成为包括将含有氧原子的气体或液体引入流路径的引入部。含有氧原子的气体或液体的示例包括过氧化氢气体和过氧化氢水。芬顿试剂由含有氧原子的气体或液体和铁催化剂构成。例如，在使用由过氧化氢水和铁催化剂的混合物构成的芬顿试剂的情况下，可以将过氧化氢水和铁催化剂的混合物一起从芬顿试剂引入部引入流路径。另一方面，在分开制备过氧化氢水和铁催化剂的情况下，铁催化剂可以从芬顿试剂引入部引入流路径，并且过氧化氢水可以从引入部引入流路径。
包括上述优选形式的本公开的不要物质去除设备等可以被形成为还包括向一对电极施加电压的电源设备。
此外，包括上述各种优选形式的本公开的不要物质去除设备等可以被形成为还包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。pH调节剂的具体示例包括乳酸、二氧化碳、琥珀酸、葡萄糖酸、柠檬酸、磷酸、碳酸钾、碳酸氢钠等。当通过将pH调节剂引入流路径而使液体呈酸性时，有可能促进芬顿反应。甚至通过将氧气代替pH调节剂引入液体也可以获得相同的效果。根据情况，本公开的分离设备等也可以被形成为还包括将用于调节液体pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
此外，包括上述各种优选形式的本公开的不要物质去除设备等或本公开的分离设备等也可以被形成为还包括监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。在此，应当被监视的液体的特性的示例包括是否含有有机物、有机物的种类、离子的浓度、离子的种类、气体的浓度、气体的种类等，并且监视设备的示例包括离子浓度传感器、有机物传感器、生物传感器、气体传感器等。
此外，在包括上述各种优选形式的本公开的第一方面的不要物质去除设备等或本公开的分离设备等中，每个电极可以被形成为包括基部和基部的表面上提供的电极层。此外，在这种情况下或者在根据本公开的第二方面的包括上述各种优选形式的不要物质去除设备等中，
构成一对电极中的一个的电极层可以被构造为含有多孔碳材料，
构成一对电极中的另一个的电极层可以被构造为含有选自导电有机物等(诸如类金刚石碳、玻璃碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳素纤维、活性炭、炭黑、掺硼碳、包括铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铂黑、不锈钢等金属原子的材料)和导电聚合物(下文中在一些情况下称为“碳基材料”)中的至少一种材料，或者构成一对电极中的每一个的电极层可以被构造为含有多孔碳材料。多孔碳材料可以是粉末状或颗粒状。根据情况，在根据本公开的第一方面的不要物质去除设备等或本公开的分离设备等中，构成一对电极中的每一个的电极层可以被构造为含有碳基材料。构成一对电极中的一个的电极层的材料的基于氮BET方法的表面积的值SBET-1和构成一对电极中的另一个的电极层的材料的基于氮BET方法的表面积的值SBET-2优选地满足以下关系。
1≤SBET-1/SBET-2≤10
此外，基部上的一对电极中的一个的电极层的正投影图像的面积与基部上的另一个的电极层的正投影图像的面积之差期望地尽可能接近“0”。由于要形成的电双层的容量受到具有较小面积的电极层的限制，因此优选地将两个电极层的面积设置为尽可能彼此相等。具体而言，基部上的一对电极中的一个的电极层的正投影图像的面积的值SOI-1与基部上的另一个的电极层的正投影图像的面积的值SOI-2优选地满足以下关系，但值不限于此。
0.8≤SOI-1/SOI-2≤1.2
在此，优选的是多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。总孔隙体积VTotal和0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro的测量方法的示例包括压汞法。基于压汞法测得的总孔隙体积VTotal是指0.03μm至10.0μm的孔隙体积。由压汞法的孔的测量符合JISR1655：2003“Test methods for pore size distribution of fine ceramic green bodyby mercury porosimetry(通过水银孔隙率测定法测试精细陶瓷生坯体的孔径分布的测试方法)”。
将孔隙直径小于2nm的孔隙称为“微孔”，将孔隙直径在2nm至50nm的孔隙称为“中孔”，并且将孔隙直径大于50nm的孔隙称为“大孔”。微孔的孔隙直径可以基于例如MP方法根据孔隙体积关于孔隙直径的改变率作为孔隙的分布来计算。中孔的孔隙直径可以基于例如BJH方法根据孔隙体积关于孔隙直径的改变率作为孔隙的分布来计算。大孔的孔隙直径可以基于例如压汞法获得。
此外，包括上述各种优选形式和构造的本公开的不要物质去除设备等可以被形成为还包括
中和槽，中和从液体排出部排出的液体，
絮凝槽，絮凝从中和槽排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽，沉降在絮凝槽中絮凝的固体物质。
根据情况，包括上述多种优选形式和构造的本公开的分离设备等可以包括中和槽、絮凝槽和沉降槽。
中和槽、絮凝槽和沉降槽的构造和结构需要与常规水处理等中使用的中和槽、絮凝槽和沉降槽的构造和结构相同。作为用于中和液体的中和剂，需要使用适合中和液体的化学品。作为使液体中的固体物质絮凝的絮凝剂，可以使用诸如铝盐(诸如硫酸铝和聚合氯化铝(PAC))、氯化铁、聚合硫酸铁(聚铁)、硫酸亚铁、熟石灰(氢氧化钙)之类的无机絮凝剂，并且可以使用聚合物絮凝剂(聚合物)(诸如阴离子高分子絮凝剂、非离子高分子絮凝剂、阳离子高分子絮凝剂)。可替代地，作为絮凝剂，根据应当被处理的液体的种类或液体的处理方法，可以适当地选择无机物质(诸如通常使用的无机盐，酸，碱，金属电解质或活性硅酸、阴离子或阳离子表面活性剂等)。絮凝剂可以被溶解、分散在溶剂中或以固有的颗粒形式添加到液体。如果必要，那么也可以使用絮凝助剂、沉降助剂或浮选助剂。
在本公开的不要物质去除设备等或本公开的分离设备等中，构成基部的材料需要是根据所使用的各种化学品等不会造成任何损坏的材料，并且其示例包括基于金属的材料(诸如不锈钢、氮化硅、氧化锆、碳化硅、钛、铬、镍和钽)，以及各种树脂(诸如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、尼龙树脂、ABS树脂、偏二氯乙烯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、三聚氰胺树脂、氟树脂和聚碳酸酯树脂)。基部可以具有平坦形状或梳状突起以及用于提供梳状电极的凹部可以形成在基部的内表面上。此外，也可以在基部的外周部上形成侧壁。多个基部可以被层压或布置为构造三维流路径。即，该设备可以如下构造：在一个基部和另一个基部之间构造有梳状电极的流路径，多个这样的构造被层叠或布置，并且流路径被链接在(使连通)一起。
在基部的表面上提供的电极层(多孔碳材料层或碳基材料层)中，可以包含适合于所使用的多孔碳材料或碳基材料的粘合剂以整形多孔碳材料或碳基材料。此外，在基部的表面上提供的电极层(多孔碳材料层或碳基材料层)也可以被构造为包含由多孔碳材料或碳基材料和聚合物构成的聚合物复合物。
构成粘合剂的材料还需要是根据所使用的各种化学品等(诸如液体或不要物质)不会造成任何损坏的材料。构成粘合剂的材料可以适当地选自羧基硝化纤维素、尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯类树脂、间苯二酚类树脂、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚(甲基)丙烯酸树脂、聚(甲基)丙烯酸酯树脂、氟树脂、(甲基)丙烯酸/苯乙烯共聚物树脂、乙烯/醋酸乙烯酯共聚树脂、乙酸乙烯酯/(甲基)丙烯酸共聚物树脂、乙烯/乙酸乙烯酯/(甲基)丙烯酸三元共聚物树脂等。此外，也可以并用两种或更多种粘合剂。
作为多孔碳材料的原材料，可以使用源自植物的材料。这种多孔碳材料被称为“源自植物的多孔碳材料”。源自植物的材料的示例包括稻壳或稻草(米糠)、大麦、小麦、黑麦、日本粟、小米等，咖啡豆、茶叶(例如，绿茶叶、红茶叶等)、甘蔗(更具体而言，甘蔗的滤渣)、玉米(更具体而言，玉米芯)、果皮(例如，橙皮、葡萄柚皮、柑橘类皮(诸如橘子皮)、香蕉皮等)，可替代地，芦苇和海藻藤，但源自植物的材料不限于此，此外，其示例包括在陆地上生长的维管植物、蕨类植物、苔藓植物、藻类和海藻。作为原材料，这些材料可以单独使用，或者可以将多种这些材料混合使用。此外，源自植物的材料的形状或形式也没有特别限制，并且源自植物的材料可以是例如稻壳、稻草本身，或者可以是干燥物。此外，还可以使用在啤酒、威士忌等的饮食过程中经过发酵处理、焙烧处理和提取处理等各种处理的源自植物的材料。特别是从产业废弃物的再利用的观点出发，优选地使用诸如打谷之类的处理之后的稻草或稻壳。这种处理过的稻草或稻壳可以很容易地从例如农业合作社、酒类制造商、食品公司或食品加工公司大量采购。
在使用含有硅(Si)的源自植物的材料作为源自植物的多孔碳材料的原料的情况下，具体而言，对于源自植物的多孔碳材料，期望使用具有5质量％以上的硅(Si)含有率的源自植物的材料作为原材料，以及硅(Si)含有率为5质量％以下，优选地3质量％以下，更优选地1质量％以下，同时原材料不限于此。
源自植物的多孔碳材料可以通过例如将源自植物的材料在400℃至1400℃下碳化，然后用酸或碱处理源自植物的材料来获得。在这种源自植物的多孔碳材料的制造方法(在下文中，在一些情况下简称为“多孔碳材料的生产方法”)中，通过将源自植物的材料在400℃至1400℃碳化而获得但要用酸或碱进行处理的材料将被称为“多孔碳材料前体”或“碳质物质”。
在多孔碳材料的生产方法中，在用酸或碱处理之后，可以包括执行活化处理的步骤，并且可以在活化处理之后执行用酸或碱处理。此外，在包括这种优选形式的多孔碳材料的制造方法中，同时还根据所使用的源自植物的材料，可以在来自植物的材料的碳化之前氧气被阻断的状态下在低于碳化的温度(例如，400℃至700℃)的温度对源自植物的材料执行加热处理(预碳化处理)。这使得有可能提取可以在碳化过程中生产的焦油成分，并且因此可以减少或去除可以在碳化过程中生成的焦油成分。例如，可以通过形成充满氮气或氩气的惰性气体气氛、形成真空气氛或将源自植物的材料置于一种蒸汽状态来实现氧气被阻断的状态。此外，在多孔碳材料的生产方法中，同时根据所使用的源自植物的材料，为了减少源自植物的材料中所含的矿物质成分或水分，或防止在碳化过程中产生异味，可以将源自植物的材料浸入醇(例如，甲醇、乙醇或异丙醇)中。在多孔碳材料的生产方法中，之后可以执行预碳化处理。在惰性气体中执行加热处理的优选材料的示例包括生成大量焦木酸(焦油或轻质石油组分)的植物。此外，用醇对其执行预处理的优选材料的示例包括含有大量碘或多种矿物质的海藻。
在多孔碳材料的生产方法中，源自植物的材料在400℃至1400℃进行碳化，但本文所提到的碳化通常是指有机物(源自植物的材料为源自植物的多孔碳材料)通过热处理(例如，参考JIS M0104-1984)到碳质物质的转化。用于碳化的气氛的示例包括阻氧气氛，其具体示例包括真空气氛、填充有氮气或氩气的惰性气体气氛以及将源自植物的材料放入一种蒸汽状态的气氛。直到达到碳化温度为止的升温速度没有限制，但在这种气氛中可以例如是1℃/分钟或更快，优选地是3℃/分钟或更快，更优选地是5℃/分钟或更快。此外，碳化时间的上限可以例如是10小时，优选地是七小时，更优选地是5小时，但不限于此。碳化时间的下限需要被设置为足以使源自植物的材料碳化的时间。此外，源自植物的材料可以根据期望被压碎至期望的颗粒尺寸或者可以被分级。可以预先清洁源自植物的材料。可替代地，所获得的多孔碳材料前体或源自植物的多孔碳材料可以根据期望被压碎至期望的颗粒尺寸或者可以被分级。可替代地，活化处理至后的源自植物的多孔碳材料可以根据期望被压碎至期望的颗粒尺寸或者可以被分级。此外，可以对最终获得的源自植物的多孔碳材料执行灭菌处理。用于碳化的炉的形式、构造和结构不受限制，可以使用连续炉，并且可以使用间歇炉。
在多孔碳材料的生产方法中，如上所述，可以执行活化处理。用于活化处理的方法的示例包括气体活化方法和化学活化方法。在此，气体活化方法是指其中使用氧气、水蒸气、二氧化碳、空气等作为活化剂并且在这样的气体气氛中在700℃至1400℃、优选地700℃至1000℃且更优选地800℃至1000℃加热源自植物的多孔碳材料数十分钟至数小时的方法，从而在源自植物的多孔碳材料中形成具有挥发性成分或碳分子的更精细结构。更具体而言，需要基于源自植物的材料的种类、气体的种类或浓度等适当地选择加热温度。化学活化方法是指其中使用氯化锌、氯化铁、磷酸钙、氢氧化钙、碳酸镁、碳酸钾、硫酸等代替气体活化法中使用的氧气或水蒸气对源自植物的多孔碳材料进行活化并用盐酸清洗、用碱性水溶液调节pH并干燥源自植物的多孔碳材料的方法。
在多孔碳材料的生产方法中，碳化的源自植物的材料中的硅成分通过用酸或碱处理而被去除。在此，硅成分的示例可以包括诸如二氧化硅、氧化硅和氧化硅盐之类的氧化硅。当如上所述去除碳化的源自植物的材料中的硅成分时，可以获得具有高比表面积的源自植物的多孔碳材料。根据情况，碳化的源自植物的材料中的硅成分可以基于干蚀刻方法被去除。
在源自植物的多孔碳材料中，可以含有非金属元素(诸如镁(Mg)、钾(K)、钙(Ca)、磷(P)或硫(S))或金属元素(诸如过渡元素)。镁(Mg)的含有率可以是0.01质量％以上且3质量％以下，钾(K)的含有率可以是0.01质量％以上且3质量％以下，钙的含有率(Ca)可以是0.05质量％以上且3质量％以下，磷(P)的含有率可以是0.01质量％以上且3质量％以下，硫(S)的含有率可以是0.01质量％以上且3质量％以下。从增加比表面积值的角度来看，这些元素的含量优选地小。在源自植物的多孔碳材料中，可以含有上述元素以外的元素，当然也可以改变上述各种元素的含有率的范围。
在源自植物的多孔碳材料中，可以通过能量色散光谱仪(EDS)，例如使用能量色散X射线分析仪(例如，JEOL Ltd.制造的JED-2200F)，分析各种元素。在此，作为测量条件，例如，需要将扫描电压设置为15kV，并且需要将照明电流设置为10μA。
在源自植物的多孔碳材料中，期望通过氮BET方法的比表面积的值(在下文中，在一些情况下简称为“比表面积的值”)优选地是50m2/克或更多，更优选地是100m2/克或更多，还更优选地是400m2/克或更多，以便获得优异的功能性。
氮BET方法是其中通过在作为吸附分子的吸附剂(此处为多孔碳材料)上吸附和解吸氮来测量吸附等温线并且基于由公式(1)表示的BET公式分析测得的数据的方法，并且比表面积、孔隙体积等可以基于这种方法来计算。具体而言，在通过氮BET方法计算比表面积的值的情况下，首先，氮作为吸附分子被吸附到多孔碳材料和从多孔碳材料解吸，从而获得吸附等温线。此外，[p/{Va(p0–p)}]由基于公式(1)或通过修改公式(1)获得并相对于平衡相对压力(p/p0)绘制的公式(1')获得的吸附等温线计算。此外，将这个图视为直线，并基于最小二乘法计算斜率s(＝[(C-1)/(C·Vm)]])和截距i(＝[1/(C·Vm)])。此外，根据获得的斜率s和截距i，基于公式(2-1)和公式(2-2)计算Vm和C。此外，比表面积asBET基于公式(3)从Vm计算(参考MicrotracBEL Corp.制造的BELSORP-mini和BELSORP分析软件的手册，第62至66页)。这种氮BET方法是根据JIS R 1626-1996“Measuring methods for the specificsurface area of fine ceramic powders by gas adsorption using the BET method(使用BET法通过气体吸附测定微细陶瓷粉末的比表面积的测定方法)”的测量方法。
Va＝(Vm·C·p)/[(p0-p){1+(C-1)(p/p0)}] (1)
[p/{Va(p0-p)}]
＝[(C-1)/(C·Vm)](p/p0)+[1/(C·Vm)] (1’)
Vm＝1/(s+i) (2-1)
C＝(s/i)+1 (2-2)
asBET＝(Vm·L·σ)/22414 (3)
在此，
Va：吸附量
Vm：单分子层的吸附量
p：氮平衡压力
p0：氮的饱和蒸气压力
L：阿伏加德罗数
σ：氮的吸附横截面积。
在通过氮BET方法计算孔隙体积Vp的情况下，例如，对获得的吸附等温线的吸附数据进行线性插值，并且获得在孔隙体积计算相对压力下设置的相对压力下的吸附量V。孔隙体积Vp可以从这个吸附量V基于公式(4)计算(参考MicrotracBEL Corp制造的BELSORP-mini和BELSORP分析软件的手册，第62至65页)。在下文中，在一些情况下将基于氮BET方法的孔隙体积简称为“孔隙体积”。
Vp＝(V/22414)×(Mg/ρg) (4)
在此，
V：相对压力下的吸附量
Mg：氮的分子量
ρg：氮的密度。
中孔的孔隙直径可以基于例如BJH方法根据孔隙体积相对于孔隙直径的改变率计算为孔隙的分布。BJH法是作为孔隙分布分析方法被广泛使用的方法。在基于BJH方法执行孔隙分布分析的情况下，首先，氮作为被吸附分子被吸附到多孔碳材料和从多孔碳材料解吸，从而获得吸附等温线。此外，基于获得的吸附等温线获得当被吸附分子(例如，氮)从填充有被吸附分子的状态逐步地解吸被吸附分子时吸附层的厚度和此时生成的孔隙的内直径(芯半径的两倍)，基于公式(5)计算孔隙半径rp，并基于公式(6)计算孔隙体积。此外，根据孔隙半径和孔隙体积相对于孔半径(2rp)绘制孔隙体积改变率(dVp/drp)，从而获得孔隙分布曲线(参考MicrotracBEL Corp制造的BELSORP-mini和BELSORP分析软件的手册，第85至88页)。
rp＝t+rk (5)
Vpn＝Rn·dVn-Rn·dtn·c·ΣApj (6)
在此，
Rn＝rpn 2/(rkn-1+dtn)2 (7)
在此，
rp：孔隙半径
rk：在厚度为t的吸附层在压力下被吸附到孔隙半径为rp的孔隙的内壁时的芯半径(内直径/2)。
Vpn：发生第n次氮解吸时的孔隙体积
dVn：当时的改变量
dtn：发生第n次氮解吸时吸附层厚度tn的改变量
rkn：当时的芯半径
c：固定值
rpn：发生第n次氮解吸时的孔隙半径。
此外，ΣApj表示从j＝1到j＝n-1的孔隙的壁表面的面积的积分值。
微孔的孔隙直径可以基于例如MP方法根据孔隙体积相对于孔隙直径的改变率作为孔隙的分布来计算。在基于MP方法执行孔隙分布分析的情况下，首先，氮被吸附到多孔碳材料，从而获得吸附等温线。此外，将这个吸附等温线转换成相对于吸附层的厚度t的孔隙体积(t-绘图)。此外，基于这个绘图的曲率(孔隙体积的改变量相对于吸附层的厚度t的改变量)可以获得孔隙分布曲线(参考MicrotracBEL Corp制造的BELSORP-mini和BELSORP分析软件的手册，第72和73页以及第82页)。
用酸或碱处理多孔碳材料前体，并且具体处理方法的示例包括其中将多孔碳材料前体浸渍在酸或碱水溶液中的方法或其中多孔碳材料前体与酸或碱在气相中反应的方法。更具体而言，在用酸执行处理的情况下，酸的示例包括表现出酸性的氟化合物，诸如氟化氢、氢氟酸、氟化铵、氟化钙和氟化钠。在使用氟化合物的情况下，氟元素的量优选地变成多孔碳材料前体中所含的硅成分中的硅元素的量的四倍，并且氟化合物水溶液的浓度优选地是10质量％或更多。在用氢氟酸去除多孔碳材料前体中所含的硅成分(例如，二氧化硅)的情况下，二氧化硅与氢氟酸反应，如化学式(A)或化学式(B)中所示，并且以六氟硅酸(H2SiF6)或四氟化硅(SiF4)的形式被去除，并且可以获得源自植物的多孔碳材料。此外，在此之后，源自植物的多孔碳材料需要被清洁和干燥。
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O (A)
SiO2+4HF→SiF4+2H2O (B)
此外，在用碱(碱基)执行处理的情况下，碱的示例包括氢氧化钠。在使用碱的水溶液的情况下，水溶液的pH需要是11或更高。在用氢氧化钠水溶液去除多孔碳材料前体中所含的硅成分(例如，二氧化硅)的情况下，当加热氢氧化钠水溶液时，二氧化硅如化学式(C)中所示发生反应并以硅酸钠(Na2SiO3)的形式被去除，并且可以获得源自植物的多孔碳材料。此外，在气相中对氢氧化钠进行反应处理的情况下，氢氧化钠的固体被加热，从而如化学式(C)中所示发生反应并以硅酸钠(Na2SiO3)的形式被去除。并且可以获得源自植物的多孔碳材料。此外，在此之后，源自植物的多孔碳材料需要被清洁和干燥。
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O (C)
应当被去除的不要物质的示例包括有机酸(例如，甲酸、葡糖酸、乳酸、苹果酸、丙酸和酒石酸)、醇类(例如，苯甲醇、叔丁醇、乙醇、乙二醇、甘油、异丙醇、甲醇和丙二醇)、醛(例如，乙醛、苯甲醛、甲醛、乙二醛、异丁醛和三氯乙醛)、芳烃(例如，苯、氯苯、氯苯酚、杂酚油、二氯苯酚、对苯二酚、p-硝基苯酚、苯酚、甲苯、三氯苯酚、二甲苯和三硝基甲苯)、胺类(例如，苯胺、环胺、二乙胺、二甲基甲酰胺、乙二胺四乙酸(EDTA)、丙二胺、正丙胺和己基)、染料(例如，蒽醌、单偶氮化合物和重氮化合物)、酮(例如，二羟基丙酮和甲乙酮)和醚(例如，四氢呋喃)，包括病毒或细菌(例如，属于细小病毒科、腺病毒科、乳头瘤病毒科、疱疹病毒科、痘病毒科、嗜肝DNA病毒科、弹状病毒科、副粘病毒科、正粘病毒科、丝状病毒科、布尼亚病毒科、沙粒病毒科、黄病毒科、冠状病毒科、披膜病毒科、逆转录病毒科、杯状病毒科、小核糖核酸病毒科、呼肠孤病毒科等的病毒)，并且附加地还包括革兰氏阳性菌中的需氧球菌和杆菌和厌氧球菌和杆菌，革兰氏阴性菌中的需氧球菌和杆菌以及厌氧球菌和杆菌。可替代地，应当被去除的不要物质的示例包括有机物质：铯(Cs)或锶(Sr)的金属离子；诸如热原质和腐植酸之类的有机分子、各种蛋白质和细菌。可替代地，应当被去除的不要物质的示例包括有机物质：铯(Cs)或锶(Sr)的金属离子；诸如热原质和腐植酸之类的有机分子、各种蛋白质和细菌，并且还包括由各种无机物或有机物组成并且颗粒直径为一纳米以上的胶体物质(例如，地下水或环境水中所含的胶体物质)。应当被分离的物质将在示例3中描述。
[示例1]
示例1涉及根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备以及根据本公开的第一方面的不要物质去除方法。示例1的不要物质去除设备的概念图在图1中示出，电极和流路径的概念图在图2中示出，电极的局部横截面视图在图3A和图3B中示出，以及电极的示意性透视图在图4中示出。在图1中，液体的流由箭头指示，并且在图2中，为了清楚地示出电极，电极带有阴影线。图3A是沿着图2中的箭头X-X的示意性横截面视图，并且图3B是图3A的纵向划分的示意性横截面视图。
示例1的不要物质去除设备包括
去除槽10，
一对电极31A和31B(正电极31A和负电极31B)，部署在去除槽10中，
流路径40，由这一对电极31A和31B构成，
芬顿试剂引入部13，将芬顿试剂引入流路径40，
液体引入部11，将含有应当被去除的不要物质的液体(具体而言，例如水)引入流路径40，以及
液体排出部12，从流路径40排出液体，
以及
这一对电极31A和31B由梳状电极构成。这种构造例如构成净化设备。
在用分离设备代替示例1的不要物质去除设备的情况下，这个分离设备是这样一种分离设备，包括
分离槽10，
一对电极31A和31B(正电极31A和负电极31B)，部署在分离槽10中，
流路径40，由这一对电极31A和31B构成，
芬顿试剂引入部13，将芬顿试剂引入流路径40，
液体引入部11，将含有应当被分离的物质的液体(具体而言，例如水)引入流路径40，以及
液体排出部12，从流路径40排出液体，
其中这一对电极31A和31B由梳状电极构成。本公开的分离设备将在示例3中进行描述。
此外，在流路径40中流动的液体中的不要物质等(即，应当被去除的不要物质或应当被分离的物质)被吸附(或附着)到电极(电极31A、电极31B或电极31A和电极31B)。在本说明书中，将“吸附”和“附着”的概念统称为“吸附”，并且还包括“分离”或“去除”的概念。
此外，在示例1的不要物质去除设备(或分离设备)中，芬顿试剂引入部13包括将含有氧原子的气体或液体引入流路径40的引入部14，并且示例1的不要物质去除设备(或分离设备)还包括
中和槽21，中和从液体排出部12排出的液体，
絮凝槽22，絮凝从中和槽21排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽23，沉降在絮凝槽22中絮凝的固体物质，以及，
此外还包括
电源设备16，向一对电极31A和31B施加电压，
pH调节剂引入部15，将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径40，以及
监视设备17，监视从液体排出部12排出的液体的特性。
芬顿试剂引入部13、引入部14和pH调节剂引入部15部署成使得可以将芬顿试剂引入部或pH调节剂引入例如流路径40中由图2中的“A”指示的区域。在中和槽21和絮凝槽22上，附接有随马达M旋转的搅拌器。
在此，含有氧原子的气体或液体的具体示例可以包括过氧化氢水，pH调节剂的具体示例可以包括乳酸、二氧化碳、琥珀酸、葡萄糖酸、柠檬酸、磷酸、碳酸钾、碳酸氢钠等，应当被监视的液体的特性的具体示例包括是否含有有机物、有机物的种类、离子的浓度、离子的种类、气体的浓度、气体的种类等，并且监视设备17的具体示例包括离子浓度传感器、有机物传感器、生物传感器、气体传感器等。构成监视设备17的传感器部18(具体而言，由半导体元件、其中使用电化学反应等的电极构成)需要部署在流路径40中的液体排出部12附近，并且需要部署在流路径40中例如由图2中的“B”指示的区域中。
每个电极31A或31B包括基部32A或32B以及在基部32A或32B的表面上提供的电极层33A或33B。此外，在示例1中，构成这一对电极31A、31B中的每一个的电极层33A、33B含有多孔碳材料。导电材料层(或导电基板)34A或34B夹在基部32A或32B与电极层33A或33B之间。基部32A和32B、电极层33A和33B以及导电材料层34A和34B的形状与梳状电极的形状相同。基部32A和32B由多孔碳材料形成。此外，在基部32A的表面上提供的电极层33A和33B(多孔碳材料层)中，为了整形多孔碳材料而含有粘合剂，并且作为粘合剂，使用了羧甲基纤维素。多孔碳材料可以是粉末状或颗粒状。此外，导电材料层34A和34B由导电碳(炭黑)形成。此外，SOI-1/SOI-2被设置为1.0。
由陶瓷生产的去除槽(分离槽)10由在外周部分中形成有侧壁10C的扁平状的第一构件10A和在外周部分中形成有侧壁10D的扁平状的第二构件10B构成，并且第一构件10A的侧壁10C和第二构件10B的侧壁10D用粘合剂(未示出)接合在一起。在去除槽(分离槽)10的内表面，附接有由绝缘材料形成的内衬材料35(未画阴影线)。
在示例1中的多孔碳材料的生产方法中，使用稻壳作为源自植物的材料。此外，使用造粒机将作为源自植物的材料的稻壳固化，具体而言，获得固化为平均直径6mm、平均长度30mm的大致圆柱颗粒状的源自植物的材料。在固化期间，不使用粘合剂，但可以使用粘合剂。固化的源自植物的材料的块体密度为0.2克/cm3至1.4克/cm3，并且具体是0.7克/cm3。接下来，将源自植物的材料在400℃至1400℃以固化状态碳化。具体而言，使用罩式加热器在500℃的氮气氛中将源自植物的材料碳化3小时。获得的以固化状态碳化的材料(多孔碳材料前体)的块体密度为0.2克/cm3至0.8克/cm3，并且具体是0.5克/cm3。此外，在固化状态下碳化的材料的灼烧残渣是42％，灼烧残渣的块体密度是0.1克/cm3以上，具体而言是0.5克/cm3x0.42＝0.21克/cm3。之后，将已碳化固化的材料浸渍在1摩尔/升氢氧化钠水溶液(80℃)中并搅拌24小时。接下来，将材料清洗至中性，并且过滤获得的固化的多孔碳材料并在120℃下干燥24小时。此外，使用20目筛子和200目筛子对材料进行分级，从而获得多孔碳材料。对获得的多孔碳材料，可以执行基于气体活化方法的活化处理，具体而言，可以使用900℃下的水蒸气执行2小时的活化处理。将通过水蒸气活化获得的样品，使得基于氮BET方法的表面积的值变为950±150m2/克，被视为“示例1A”。通过酸或碱处理获得的固化的多孔碳材料的灼烧残渣的值为0.1质量％以上且20质量％以下，具体而言是9.3质量％。块体密度可以基于JIS K1474：2014“Test methods for activated carbon(活性炭的测试方法)”中描述的堆积密度的测量方法获得。此外，通过对通过稻壳碳化获得的多孔碳材料执行水蒸气活化处理并用酸或碱处理碳化的稻壳并用造粒机使用粘合剂固化，可以获得相同的多孔碳材料。
获得的示例1A的多孔碳材料基于压汞法的孔隙分布在图5中由“A”所示。图5是基于压汞法的棕榈壳活性炭(比较示例1A)的孔隙分布(在图5中由“B”所示)和煤基活性炭(比较示例1B)的孔隙分布(在图5中由“C”所示)。此外，获得的多孔碳材料的特性等在下面表1中示出。在表1中，“比表面积”指示基于氮BET方法的表面积(单位：m2/克)，并且堆积密度的单位是克/cm3。此外，“VBJH”指示基于BJH方法获得的中孔的孔隙体积，并且“VMP”指示基于MP方法获得的微孔的孔隙体积。
表1
比表面积 堆积密度 VTotal VMacro VBJH VMP
示例1A 964 0.26 1.70 0.70 0.65 0.27
比较示例1A 929 0.51 0.50 0.16 0.06 0.40
比较示例1B 1038 0.43 0.58 0.20 0.19 0.51
在示例1中，发现多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
此外，将获得的多孔碳材料与粘合剂混合，制成糊状并使用分配器整形，从而在各自具有梳状电极形状的导电材料层34A和34B上形成梳状电极，并且使粘合剂固化，从而获得与导电材料层34A和34B一体化的电极层33A和33B。如上所述获得的电极层33A和导电材料层34A以及具有梳状电极形状的基部32A重叠并部署在第一构件10A中。此外，将如上所述获得的电极层33B和导电材料层34B以及具有梳齿状的电极形状的基部32B重叠并部署在第二构件10B中。此外，第一构件10A和第二构件10B在形成于第一构件10A和第二构件10B的相应外周部分中的侧壁10C和10D中彼此附接，这使得有可能获得一对电极31A和31B(正电极31A和负电极31B)和由一对电极31A和31B构成的流路径40。电极31A的顶部与第二构件10B的内表面接触，并且电极31B的顶部与第一构件10A的内表面接触。可替代地，将如上所述获得的电极层33A和导电材料层34A与具有梳状电极形状的基部32A重叠，具有梳状电极形状的电极层33B、导电材料层34B和基部32B重叠，并且这些层和部分被部署在第一构件10A中。此外，第一构件10A和第二构件10B在形成于第一构件10A和第二构件10B的相应外周部分中的侧壁10C和10D中彼此附接，这使得有可能获得一对电极31A和31B以及由一对电极31A和31B构成的流路径40。电极31A的顶部和电极31B的顶部与第二构件10B的内表面接触。在第一构件10A和第二构件10B彼此附接之前，传感器部18部署在流路径中(在图2中由“B”指示)。
此外，芬顿试剂引入部13、引入部14和pH调节剂引入部15在去除槽(分离槽)10的适当位置处提供的通孔中提供，并且液体引入部11和液体排出部12在去除槽(分离槽)10内的适当位置提供。此外，通过适当的方法，将一对电极31A和31B(具体而言，导电材料层34A和34B)连接到电源设备16，传感器部18连接到监视设备17，此外，液体排出部12连接到中和槽21。
在示例1的不要物质去除方法(分离方法)中，使用示例1的不要物质去除设备(分离设备)从含有作为不要物质等的有机分子、高分子化合物、蛋白质、病毒、细菌、真菌等的液体(特别是水)中去除或分离不要物质等。即，从液体引入部11将液体引入流路径40，从pH调节剂引入部15将pH调节剂引入流路径40，并且不要物质等被吸附到两个电极。此外，一定量的不要物质等被吸附到电极之后，在向一对电极31A和31B施加电压的状态下，从芬顿试剂引入部13和引入部14将芬顿试剂引入流路径40，并且吸附到电极上的不要物质等基于电-芬顿反应被分解。不要物质等主要在负电极中分解。从液体排出部12排出的液体的上述特性由包括传感器部18的监视设备17监视，这使得有可能开始注入芬顿试剂(FeSO4·7H2O和H2O2)以及结束芬顿试剂的注入。从液体中去除和分离不要物质等是一种连续处理，而吸附到电极的不要物质等的分解(电极的再循环处理)是一种分批处理。
如果需要，那么也可以向一对电极31A和31B施加电压，并且在由于电压的施加而不要物质等带电的情况下，有可能更可靠地将带电的不要物质等吸附到具有与不要物质等具有的电荷相反的电荷的电极。例如，带有负电荷的病毒被正电极吸引并吸附到正电极。可替代地，流过流路径的液体或不要物质等被极化并吸附到电极，并且流过流路径的离子性的不要物质等被吸附到电极。
在不要物质等已经被吸附到电极的状态下，从液体排出部12排出的液体绕过中和槽21，液体中的固体物质在絮凝槽22中絮凝，在絮凝槽22中絮凝的固体物质在沉降槽23中沉降，并且清洁后的液体最终排出到外部。
此外，在吸附到电极的不要物质等基于电-芬顿反应分解的状态下，从液体排出部12排出的液体在中和槽21中被中和，液体中的固体物质在絮凝槽22中絮凝，在絮凝槽22中絮凝的固体物质在沉降槽23中沉降，并且清洁后的液体最终排出到外部。作为添加到中和槽21的中和剂，使用诸如盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、磷酸之类的酸性中和剂，作为添加到絮凝槽22的无机絮凝剂，可以使用硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、氯化铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁和熟石灰(氢氧化钙)，并且作为有机絮凝剂，可以使用聚合物絮凝剂。絮凝的固体物质例如是铁基固体物质，并且在一些情况下可以作为芬顿试剂再循环。
此外，使用在噬菌体MS2的吸附测试(去除评估测试)[General TestingProtocol#6，WHO]中使用的一般测试水。即，从含有0.1g作为不要物质等的噬菌体MS2的100cm3的液体(指定测试水)中，基于芬顿反应使用示例1的不要物质去除设备(分离设备)去除并分离不要物质等。测试点的数量被设置为六个。具体而言，在图3中所示的去除槽(分离槽)10内的流路径40中充满含有噬菌体MS2的液体，在测试开始时、20分钟后、40分钟后和60分钟后获得病毒感染力[Log10(pfu)/毫升]。结果在图6中示出。与常规的活性炭相比，有可能以显著高的去除率去除和分离噬菌体MS2。在此，在图6中，“A”指示示例1A，“B”指示比较示例1A，并且“C”指示比较示例1B。
在示例1的这种不要物质去除方法(分离方法)中，一种净水过滤器由一对电极31A和31B和由一对电极31A和31B组成的流路径40构成。此外，用作过滤器的电极可以通过基于电-芬顿反应分解吸附到电极的不要物质等来再循环。此外，有可能高效地去除和分离不要物质等，并且用水高度纯化不要物质等。此外，即使在未对一对电极31A和31B施加电压的状态下，通过将液体从液体引入部引入流路径，也有可能使应当被去除的不要物质(应当被分离的物质)吸附到电极，因此可以减少粉末消耗。此外，有可能以低成本从液体中去除和分离不要物质等，并且可以提供具有简单构造或结构的净化设备。
即使在构成一对电极31A和31B中的一个的电极层33A或33B含有多孔碳材料并且构成一对电极31A和31B中的另一个的电极层33A或33B包含碳基材料(具体而言，多孔碳材料和具有低过电压的高导电电极材料，例如，诸如炭黑、掺硼碳等的导电碳)或铂黑的构造中，由于电极对31A和31B是梳状电极，因此有可能以高去除率去除不要物质等。可替代地，即使在构成一对电极31A和31B中的每一个的电极层33A和33B含有碳基材料的构造中，由于一对电极31A和31B是梳状电极，因此也有可能以高去除率去除不要物质等。
图7中示出了示例1的不要物质去除设备(此处为根据第二方面的不要物质去除设备)(或分离设备)中的电极和流路径的概念视图，并且即使在示例1的不要物质去除设备(或分离设备)中，其中一对电极31a和31b是彼此平行的平板状电极，并且一对电极31a和31b中的至少一个(都在示例1中)由如示例1的不要物质去除设备(或分离设备)中电极[在此，根据本公开第二方面的不要物质去除设备(或分离设备)中的电极]的示意性部分横截面视图的图8中所示的基部32a或32b和在基部32a或32b的表面上提供并含有多孔碳材料的电极层33a或33b构成，流过流路径40'的液体中的不要物质等(即，应当被去除的物质或应当被分离的物质)通过电压施加到一对电极31a和31b而被吸附到电极(电极31a、电极31b或电极31a和电极31b)，由此电极31a和31b的电极层33a和33b由多孔碳材料构成，并且一种液体通过型电容器(电双层电容器)由两个电极31a和31b构成，因此有可能以高去除率去除和分离不要物质等。导电材料层34a或34b夹在基部32a或32b与电极层33a或33b之间。
此外，也有可能采用例如将其中一个电极部署在圆柱状或管状去除槽的中央部分而将另一个电极部署在去除槽的侧壁的内表面上或内壁上的结构。
[示例2]
示例2涉及根据本公开的第二方面的不要物质去除方法(分离方法)。即使在示例2中，也使用示例1中描述的不要物质去除设备(根据本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备)(或分离设备)。在示例2的不要物质去除方法(分离方法)中，利用一对电极31A和31B或31a和31b和由一对电极31A和31B或31a和31b构成的流路径40执行基于电-芬顿反应的不要物质去除方法(应当被分离的物质的分离方法)。
即，在向一对电极31A和31B或31a和31b施加电压的状态下，从液体引入部11将液体引入流路径40，将芬顿试剂从芬顿试剂引入部13引入流路径40，并且基于电-芬顿反应，液体中应当被去除的不要物质被分解或者液体中应当被分离的物质被分离和被分解。
从液体排出部12排出的液体在中和槽21中被中和，并且液体中的固体物质在絮凝槽22中絮凝，在絮凝槽22中絮凝的固体物质在沉降槽23中沉降，并且清洁后的液体最终被释放到外部。
即使在示例2中，也有可能高效地去除不要物质或分离物质并用水高度纯化不要物质或物体。
[示例3]
示例3涉及本公开的分离设备和分离方法。
示例3的分离设备包括
分离槽10，
一对电极31A或31a和31B或31b(正电极31A或31a和负电极31B或31b)，部署在分离槽10中，
流路径40，由一对电极31A或31a和31B或31b构成，
液体引入部11，将含有应当被分离的物质的液体(特别是水)引入流路径40，
液体排出部12，从流路径40排出液体，以及
电源设备16，向一对电极31A或31a和31B或31b施加电压，其中一对电极31A或31a和31B或31b由梳状电极构成，以及
至少一个电极含有多孔碳材料。
应当被分离的物质优选地具有电荷。此外，假设的空间速度SV例如可以是1x100至1x104(Hr-1)。根据情况，例如当添加诸如聚氯化铝之类的物质时，有可能增加应当被分离的物质的颗粒直径，同时使应当被分离的物质带电。此外，空间速度SV的值也可以应用于示例1和示例2。
示例3的分离设备的概念视图与构成图1中所示的示例1的不要物质去除设备的去除层10(包括电极31A、31a、31B和31b、流路径40、液体引入部11、液体排出部12和电源设备16)的概念视图相同。此外，示例3的分离设备中的电极和流路径的概念视图与图2或图7相同，示例3的分离设备中的电极的示意性局部横截面视图与图3A和图3B相同，电极的示意性透视图与图4相同，并且示例3的分离设备中的电极的示意性局部横截面视图与图8A和图8B相同。
示例3的分离设备除了没有将芬顿试剂引入流路径40的芬顿试剂引入部13和引入部14以外，具有与示例1的不要物质去除设备的一部分大致相同的构造和结构。示例3的分离设备还可以包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部15。此外，分离设备还可以包括监视设备17，其监视从液体排出部12和传感器部18排出的液体的特性。以与示例1中描述的相同方式，每个电极包括基部和在基部的表面上提供的电极层，构成一对电极中的一个电极的电极层含有多孔碳材料，并且构成一对电极中的另一个的电极层包含选自上述材料(诸如类金刚石碳)中的至少一种材料。可替代地，构成一对电极的电极层含有多孔碳材料。多孔碳材料的特性如示例1中所述。分离设备还可以包括中和从液体排出部12排出的液体的中和槽21、絮凝液体中的固体物质的絮凝槽22和沉降在絮凝槽22中絮凝的固体物质的沉降槽23。
如上所述，示例3中的分离设备的构造和结构可以与示例1中描述的不要物质去除设备的一部分的构造和结构基本相同，因此示例3的分离设备不再详细描述。
示例3的分离方法是一种分离方法，其中使用包括以下的示例3的分离设备
分离槽10，
一对电极31A或31a和31B或31b(正电极31A或31a和负电极31B或31b)，部署在分离槽10中，
流路径40，由一对电极31A或31a和31B或31b构成，
液体引入部11，将含有应当被分离的物质的液体(特别是水)引入流路径40，
液体排出部12，从流路径40排出液体，以及
电源设备16，向一对电极31A或31a和31B或31b施加电压，其中一对电极31A或31a和31B或31b由梳状电极构成，以及
至少一个电极含有多孔碳材料，
其中从电源设备16向一对电极31A或31a和31B或31b(正电极31A或31a和负电极31B或31b)施加电压，液体从液体引入部11被引入流路径中，并且在应当被分离的物质与至少一个电极之间形成电双层，从而在已形成电双层的电极的附近将应当被分离的物质与液体分离。根据带电状态，应当被分离的物质被吸附到正电极31A或31a或负电极31B或31b。液体从液体排出部12排出；但是，根据情况，也可以监视从液体排出部12排出的液体的特性，并且将排出的液体的一部分或全部从液体引入部11适当地返回到分离槽10。顺便提及，为了形成电双层，液体中需要存在带电荷的成分(阳离子和阴离子)。在普通水的情况下，存在H+、H3O+和OH-。例如，为了扩大电双层，需要增加电极面积。可替代地，当电极由多孔碳材料构成时，有可能形成比由具有平坦表面的电极构成的电双层更大的电双层。
具体而言，作为向一对电极31A或31a和31B或31b施加电压的状态，将含有应当被分离的物质的液体引入分离槽10，从而使应当被分离的带负电荷的物质吸附到正电极31A或31a，并且应当被分离的带正电荷的物质吸附到负电极31B或31b。可替代地，流过流路径的液体或物质被极化，物质被吸附到电极，并且流过流路径的离子物质被吸附到电极。
此外，在一定量的物质被吸附到电极之后，停止将含有应当被分离的物质的液体引入分离槽10，并且使用于回收的液体从液体引入部11流入分离槽10。接下来，向一对电极31A或31a和31B或31b施加反向电压。即，正电极31A或31a被赋予负电位。这使得有可能使吸附到正电极31A或31a的物质从正电极31A或31a解吸。从正电极31A或31a解吸的物质与用于回收的液体一起从液体排出部12排出。此外，需要通过适当的方法从液体中回收要回收的物质。此外，类似地，对负电极31B或31b赋予正电位。这使得有可能使吸附到负电极31B或31b的物质从负电极31B或31b解吸。从负电极31B或31b解吸的物质与用于回收的液体一起从液体排出部12排出。
作为吸附到正电极31A或31a的物质、用于回收的液体以及从用于回收的液体中回收物质的方法的组合，可以举出以下的示例。
[情况A]
应当被分离和回收的物质：表面带负电荷的病毒或细菌
用于回收的液体：水、低浓度乙醇混合水等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。在应当被分离和回收的物质可能失活的情况下，可以加热物质。
[情况B]
应当被分离和回收的物质：带负电荷的蛋白质或聚合物
用于回收的液体：水、低浓度乙醇混合水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。在应当被分离和回收的物质的结构可能被破坏的情况下，可以加热物质。
[情况C]
应当被分离和回收的物质：表面带负电荷的有机分子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
[情况D]
应当被分离和回收的物质：表面带负电荷的无机离子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
[情况E]
应当被分离和回收的物质：表面带负电荷的胶体粒子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
作为吸附到负电极31B或31b的物质、用于回收的液体以及从用于回收的液体中回收物质的方法的组合，可以举出以下的示例。
[情况a]
应当被分离和回收的物质：表面带正电荷的病毒或细菌
用于回收的液体：水、低浓度乙醇混合水等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。在应当被分离和回收的物质可能失活的情况下，可以加热物质。
[情况b]
应当被分离和回收的物质：带正电荷的蛋白质或聚合物
用于回收的液体：水、低浓度乙醇混合水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。在应当被分离和回收的物质的结构可能被破坏的情况下，可以加热物质。
[情况c]
应当被分离和回收物质：表面带正电荷的有机分子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
[情况d]
应当被分离和回收的物质：表面带正电荷的无机离子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
[情况e]
应当被分离和回收的物质：表面带正电荷的胶体粒子
用于回收的液体：水、有机溶剂等。
物质的回收方法：通过将吸附了物质的电极浸入用于回收的液体中来回收应当被分离和回收的物质。可以加热物质。
阳离子交换树脂可以部署在分离槽10中，具体而言，在分离槽10中的正电极31A或31a的上游区域中，使得含有应当被分离的物质的液体在紧接在含有应当被分离的物质的液体与正电极31A或31a即将接触之前通过阳离子交换树脂，并且阴离子交换树脂可以部署在分离槽10中，具体而言，在分离槽10中的负电极31B或31b的上游区域中，使得含有应当被分离的物质的液体在紧接在含有应当被分离的物质的液体与负电极31B或31b即将接触之前通过阴离子交换树脂。
迄今为止，已经基于优选示例描述了本公开，但是本公开不限于这些示例并且可以以各种方式进行修改。示例中描述的不要物质去除设备、分离设备、不要物质去除方法和分离方法可以适当修改，并且示例中描述的多孔碳材料、原材料(源自植物的材料)、生产方法、制造条件等也是示例性示例并且可以适当修改。包括导电材料层不是必需的，并且在基部由导电材料构成的情况下，导电材料层不是必需的。
本公开的第一方面和第二方面的不要物质去除设备使得有可能提供例如旨在通过水的净化来获取饮用水的高质量水净化过滤器或净化设备以及旨在去除受污染水中的病毒、细菌、有机物或受污染物质并获取循环水的高质量过滤器或净化设备。此外，这些还使得有可能处理从各种设施排出的液体(例如，洗碗机或洗衣机以及使用水的各种电气产品的废液和植物的废液)。此外，本公开的分离设备使得有可能例如提供用于回收病毒、细菌或真菌的回收设备；用于回收由有机分子、高分子物质或氨基酸组成的基因、蛋白质等的回收设备；用于回收无机离子或具有无机离子的胶体物质的回收设备；用于回收重金属离子或具有重金属离子的胶体物质的回收设备。
本公开还能够采用以下配置。
[A01]<<不要物质去除设备……第一方面>>
一种不要物质去除设备，包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成。
[A02]根据[A01]所述的不要物质去除设备，其中芬顿试剂引入部包括将含有氧原子的气体或液体引入流路径的引入部。
[A03]根据[A01]或[A02]所述的不要物质去除设备，还包括向所述一对电极施加电压的电源设备。
[A04]根据[A01]至[A03]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
[A05]根据[A01]至[A04]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。
[A06]根据[A01]至[A05]中的任一项所述的不要物质去除设备，其中每个电极包括基部和在基部的表面上提供的电极层。
[A07]根据[A06]所述的不要物质去除设备，其中构成所述一对电极中的一个电极的电极层含有多孔碳材料，以及
构成所述一对电极中的另一个电极的电极层含有选自类金刚石碳、玻璃碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳素纤维、活性炭、炭黑、硼掺杂碳、铂、金、银、铂黑和不锈钢中的至少一种材料。
[A08]根据[A06]或[A05]所述的不要物质去除设备，其中构成所述一对电极中的每一个电极的电极层含有多孔碳材料。
[A09]根据[A07]或[A08]所述的不要物质去除设备，其中多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
[A10]根据[A01]至[A09]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括
中和槽，中和从液体排出部排出的液体，
絮凝槽，絮凝从中和槽排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽，沉降在絮凝槽中絮凝的固体物质。
[B01]<<不要物质去除设备……第二方面>>
一种不要物质去除设备，包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极中的至少一个电极由基部和在基部的表面上提供的含有多孔碳材料的电极层构成。
[B02]根据[B01]所述的不要物质去除设备，其中芬顿试剂引入部包括将含有氧原子的气体或液体引入流路径的引入部。
[B03]根据[B01]或[B02]所述的不要物质去除设备，还包括向所述一对电极施加电压的电源设备。
[B04]根据[B01]至[B03]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
[B05]根据[B01]至[B04]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。
[B06]根据[B01]至[B05]中的任一项所述的不要物质去除设备，其中构成所述一对电极中的每一个电极的电极层含有多孔碳材料。
[B07]根据[B01]至[B06]中的任一项所述的不要物质去除设备，其中多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
[B08]根据[B01]至[B07]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括
中和槽，中和从液体排出部排出的液体，
絮凝槽，絮凝从中和槽排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽，沉降在絮凝槽中絮凝的固体物质。
[C01]<<不要物质去除方法……第一方面>>
一种不要物质去除方法，其中使用包括以下的不要物质去除设备去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中液体被从液体引入部引入流路径，应当被去除的不要物质被吸附到电极，然后，
在向所述一对电极施加电压的状态下芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，并且吸附到电极的应当被去除的不要物质被分解。
[C02]<<不要物质去除方法……第二方面>>
一种不要物质去除方法，其中使用包括以下的不要物质去除设备去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中在向所述一对电极施加电压的状态下液体被从液体引入部引入流路径，芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，并且液体中应当被去除的不要物质被分解。
此外，本公开还可以应用于如下所述的分离设备和分离方法。
[D01]<<分离设备……第一方面>>
一种分离设备，包括
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，并且
至少一个电极含有多孔碳材料。
[D02]根据[D01]所述的分离设备，其中应当被分离的物质具有电荷。
[D03]根据[D01]或[D02]所述的分离设备，还包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
[D04]根据[D01]至[D03]中的任一项所述的分离设备，还包括监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。
[D05]根据[D01]至[D04]中的任一项所述的分离设备，其中每个电极包括基部和在基部的表面上提供的电极层。
[D06]根据[D05]所述的分离设备，其中构成所述一对电极中的一个电极的电极层含有多孔碳材料，以及
构成所述一对电极中的另一个电极的电极层含有选自类金刚石碳、玻璃碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳素纤维、活性炭、炭黑、硼掺杂碳、铂、金、银、铂黑和不锈钢中的至少一种材料。
[D07]根据[D05]所述的分离设备，其中构成所述一对电极中的每一个电极的电极层含有多孔碳材料。
[D08]根据[D01]至[D07]中的任一项所述的分离设备，其中多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
[E01]<<分离设备……第二方面>>
一种分离设备，包括
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中一对电极由梳状电极构成。
[E02]根据[E01]所述的分离设备，其中芬顿试剂引入部具有将含有氧原子的气体或液体引入流路径的引入部。
[E03]根据[E01]或[E02]所述的分离设备，还包括向所述一对电极施加电压的电源设备。
[E04]根据[E01]至[E03]中的任一项所述的分离设备，还包括将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
[E05]根据[E01]至[E04]中的任一项所述的分离设备，还包括监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。
[E06]根据[E01]至[E05]中的任一项所述的分离设备，其中每个电极具有基部和在基部的表面上提供的电极层。
[E07]根据[E06]所述的分离设备，其中构成所述一对电极中的一个电极的电极层含有多孔碳材料，以及
构成所述一对电极中的另一个电极的电极层含有选自类金刚石碳、玻璃碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳素纤维、活性炭、炭黑、硼掺杂碳、铂、金、银、铂黑和不锈钢中的至少一种材料。
[E08]根据[E06]所述的分离设备，其中构成所述一对电极中的每一个电极的电极层含有多孔碳材料。
[E09]根据[E07]或[E08]所述的分离设备，其中多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
[E10]根据[E01]至[E09]中的任一项所述的不要物质去除设备，还包括
中和槽，中和从液体排出部排出的液体，
絮凝槽，絮凝从中和槽排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽，沉降在絮凝槽中絮凝的固体物质。
[F01]<<分离设备…第三方面>>
一种分离设备，包括
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极中的至少一个电极由基部和在基部的表面上提供的含有多孔碳材料的电极层构成。
[G01]<<分离方法……第一方面>>
一种分离方法，其中使用包括以下的分离设备
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，并且
至少一个电极含有多孔碳材料，
其中从电源设备向所述一对电极施加电压，从液体引入部向流路径引入液体，并且在应当被分离的物质与至少一个电极之间形成电双层，由此在已形成电双层的电极的附近将应当被分离的物质与液体分离。
[G02]<<分离方法……第二方面>>
一种分离方法，其中使用包括以下的分离设备
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中将液体从液体引入部引入流路径，应当被分离的物质吸附到电极，然后，
在向所述一对电极施加电压的状态下芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，吸附到电极的应当被分离的物质被分解。
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一种分离方法，其中使用包括以下的分离设备
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中在向所述一对电极施加电压的状态下液体被从液体引入部引入流路径，芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，并且液体中应当被分离的物质被分解。
[附图标记列表]
10 去除槽
11 液体引入部
12 液体排出部
13 芬顿试剂引入部
14 引入部
15 pH调节剂引入部
16 电源设备
17 监视设备
18 传感器部
21 中和槽
22 絮凝槽
23 沉降槽
31A、31a、31B、31b 电极
32A、32a、32B、32b 基部
33A、33a、33B、33b 电极层
34A、34a、34B、34b 导体层
35 内衬材料
40 流路径

Claims (15)

1.一种不要物质去除设备，包括：
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成。
2.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，
其中芬顿试剂引入部包括将含有氧原子的气体或液体引入流路径的引入部。
3.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，还包括：
向所述一对电极施加电压的电源设备。
4.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，还包括：
将用于调节液体的pH的pH调节剂引入流路径的pH调节剂引入部。
5.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，还包括：
监视从液体排出部排出的液体的特性的监视设备。
6.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，
其中每个电极包括基部和在基部的表面上提供的电极层。
7.根据权利要求6所述的不要物质去除设备，
其中构成所述一对电极中的一个电极的电极层含有多孔碳材料，以及
构成所述一对电极中的另一个电极的电极层含有选自由类金刚石碳、玻璃碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳素纤维、活性炭、炭黑、硼掺杂碳、铂、金、银、铂黑和不锈钢组成的组中的至少一种材料。
8.根据权利要求6所述的不要物质去除设备，
其中构成所述一对电极中的每一个电极的电极层含有多孔碳材料。
9.根据权利要求8所述的不要物质去除设备，
其中多孔碳材料的总孔隙体积VTotal是1.0cm3/克至2.0cm3/克，0.1μm至2.0μm的孔隙体积VMacro是0.3cm3/克至1.0cm3/克，并且满足0.05≤VMacro/VTotal≤1.0。
10.根据权利要求1所述的不要物质去除设备，还包括：
中和槽，中和从液体排出部排出的液体，
絮凝槽，絮凝从中和槽排出的液体中的固体物质，以及
沉降槽，沉降在絮凝槽中絮凝的固体物质。
11.一种不要物质去除设备，包括：
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极中的至少一个电极由基部和在基部的表面上提供的含有多孔碳材料的电极层构成。
12.一种不要物质去除方法，其中使用了不要物质去除设备，所述不要物质去除设备包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中液体被从液体引入部引入流路径，应当被去除的不要物质被吸附到电极，然后，
在向所述一对电极施加电压的状态下芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，并且吸附到电极的应当被去除的不要物质被分解。
13.一种不要物质去除方法，其中使用了不要物质去除设备，所述不要物质去除设备包括
去除槽，
一对电极，部署在去除槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
芬顿试剂引入部，将芬顿试剂引入流路径，
液体引入部，将含有应当被去除的不要物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，
其中所述一对电极由梳状电极构成，
其中在向所述一对电极施加电压的状态下液体被从液体引入部引入流路径，芬顿试剂被从芬顿试剂引入部引入流路径，并且液体中应当被去除的不要物质被分解。
14.一种分离设备，包括：
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，以及
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，并且
至少一个电极含有多孔碳材料。
15.一种分离方法，其中使用了分离设备，所述分离设备包括
分离槽，
一对电极，部署在分离槽中，
流路径，由所述一对电极构成，
液体引入部，将含有应当被分离的物质的液体引入流路径，
液体排出部，将液体从流路径排出，以及
电源设备，向所述一对电极施加电压，
其中所述一对电极由梳状电极构成，并且
至少一个电极含有多孔碳材料，
其中从电源设备向所述一对电极施加电压，从液体引入部向流路径引入液体，并且在应当被分离的物质与至少一个电极之间形成电双层，由此在已形成电双层的电极的附近将应当被分离的物质与液体分离。
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