JP2000219507A - 親水性活性炭 - Google Patents
親水性活性炭Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水との濡れ性が十分であり、水中の微
量不純物が１００ｐｐｍ以下の水溶液であっても、良好
な吸着性を有する活性炭を提供する。 【解決手段】 親水性賦与剤として粒径が１μｍ以下
のシリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属炭化物微粒子をメ
タノール、エタノール等の有機溶剤又は有機溶剤の水溶
液に分散濃度が２〜１０％となるように分散させ、該分
散溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜３００℃
で乾燥し、さらに不活性雰囲気中で５００〜１０００℃
で熱処理することにより得られる金属酸化物微粒子を表
面および内部に均一に添着させた親水性活性炭素。また
親水性賦与剤として、メタケイ酸またはメタケイ酸塩を
メタノール、エタノール等の有機溶剤又は有機溶剤の水
溶液に、濃度が２〜１０％となるように溶解させ、該溶
液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜３００℃で乾
燥してさらに不活性雰囲気中で５００〜１０００℃で熱
処理することにより得られる粒径１μｍ以下の金属酸化
物微粒子を表面および内部に均一に添着させた親水性活
性炭。
量不純物が１００ｐｐｍ以下の水溶液であっても、良好
な吸着性を有する活性炭を提供する。 【解決手段】 親水性賦与剤として粒径が１μｍ以下
のシリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属炭化物微粒子をメ
タノール、エタノール等の有機溶剤又は有機溶剤の水溶
液に分散濃度が２〜１０％となるように分散させ、該分
散溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜３００℃
で乾燥し、さらに不活性雰囲気中で５００〜１０００℃
で熱処理することにより得られる金属酸化物微粒子を表
面および内部に均一に添着させた親水性活性炭素。また
親水性賦与剤として、メタケイ酸またはメタケイ酸塩を
メタノール、エタノール等の有機溶剤又は有機溶剤の水
溶液に、濃度が２〜１０％となるように溶解させ、該溶
液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜３００℃で乾
燥してさらに不活性雰囲気中で５００〜１０００℃で熱
処理することにより得られる粒径１μｍ以下の金属酸化
物微粒子を表面および内部に均一に添着させた親水性活
性炭。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、親水性を有する活性炭
に関し、より詳しくは、表面及び内部にアルミナ、シリ
カ等の金属酸化物微粒子を添着させることにより、特に
水中の微量不純物の除去にすぐれた効果を有する親水性
活性炭に関する。
に関し、より詳しくは、表面及び内部にアルミナ、シリ
カ等の金属酸化物微粒子を添着させることにより、特に
水中の微量不純物の除去にすぐれた効果を有する親水性
活性炭に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より空気中又は水中の不純物を除去
するための吸着剤として活性炭が幅広く活用されてい
る。しかし、活性炭は水中の微量不純物の吸着力は良好
ではなく、物質によっては濃度が１００ｐｐｍ以下の水
溶液になると、全く吸着することができない。
するための吸着剤として活性炭が幅広く活用されてい
る。しかし、活性炭は水中の微量不純物の吸着力は良好
ではなく、物質によっては濃度が１００ｐｐｍ以下の水
溶液になると、全く吸着することができない。
【０００３】この原因について詳細に検討した結果、活
性炭はカーボンであるため疎水性の材料で水に濡れにく
いため、水との接触が十分に行なわれない微量不純物の
吸着が進行しないことが判明した。
性炭はカーボンであるため疎水性の材料で水に濡れにく
いため、水との接触が十分に行なわれない微量不純物の
吸着が進行しないことが判明した。
【０００４】そこで活性炭のこのような欠点を解決する
ために、水との濡れを良くすることが必要と考えられ
る。そのために活性炭に親水性を有する物質を担持させ
ることが考えられる。
ために、水との濡れを良くすることが必要と考えられ
る。そのために活性炭に親水性を有する物質を担持させ
ることが考えられる。
【０００５】例えば、特開平９−７９６３１号には、活
性炭等の疎水性物質からなる担体に金属の酸化物等の親
水性を有する物質を担持させた吸着剤が記載され、空間
中の基材又は基板表面の汚染を防止するためガス状有害
成分、特に非メタン炭化水素を十分に除去するために有
効なものである。
性炭等の疎水性物質からなる担体に金属の酸化物等の親
水性を有する物質を担持させた吸着剤が記載され、空間
中の基材又は基板表面の汚染を防止するためガス状有害
成分、特に非メタン炭化水素を十分に除去するために有
効なものである。
【０００６】また特開平１０−１５３３０号にも、同様
に活性炭等の疎水性物質からなる担体に金属酸化物等の
親水性物質を担持させた吸着剤が記載され、効果は特開
平９−７９６３１号とほぼ同様である。
に活性炭等の疎水性物質からなる担体に金属酸化物等の
親水性物質を担持させた吸着剤が記載され、効果は特開
平９−７９６３１号とほぼ同様である。
【０００７】しかし、水中の微量不純物、特に１００ｐ
ｐｍ以下の水溶液の微量不純物の吸着に有効な活性炭は
未だ開発されていない。
ｐｍ以下の水溶液の微量不純物の吸着に有効な活性炭は
未だ開発されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点に
鑑み、本発明者は、水との濡れ性が充分であり、水中の
微量不純物が１００ｐｐｍ以下の水溶液であっても、良
好な吸着性を有する活性炭を提供しようとするものであ
る。
鑑み、本発明者は、水との濡れ性が充分であり、水中の
微量不純物が１００ｐｐｍ以下の水溶液であっても、良
好な吸着性を有する活性炭を提供しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明者が提案するのは、親水性賦与剤として粒径が
１μｍ以下のシリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物
微粒子をメタノール、エタノール等の有機溶剤又は有機
溶剤の水溶液に分散濃度が２〜１０％となるように分散
させ、該分散溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１００
〜３００℃で乾燥し、さらに不活性雰囲気中で５００〜
１０００℃で熱処理することにより得られる、金属酸化
物微粒子を表面および内部に均一に添着させた親水性活
性炭である。
め本発明者が提案するのは、親水性賦与剤として粒径が
１μｍ以下のシリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物
微粒子をメタノール、エタノール等の有機溶剤又は有機
溶剤の水溶液に分散濃度が２〜１０％となるように分散
させ、該分散溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１００
〜３００℃で乾燥し、さらに不活性雰囲気中で５００〜
１０００℃で熱処理することにより得られる、金属酸化
物微粒子を表面および内部に均一に添着させた親水性活
性炭である。
【００１０】また、親水性賦与剤として、メタケイ酸ま
たはメタケイ酸塩をメタノール、エタノール等の有機溶
剤又は有機溶剤の水溶液に、濃度が２〜１０％となるよ
うに溶解させ、該溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１
００〜３００℃で乾燥してさらに不活性雰囲気中で５０
０〜１０００℃で熱処理することにより得られる、粒径
１μｍ以下の金属酸化物微粒子を表面および内部に均一
に添着させた親水性活性炭である。
たはメタケイ酸塩をメタノール、エタノール等の有機溶
剤又は有機溶剤の水溶液に、濃度が２〜１０％となるよ
うに溶解させ、該溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１
００〜３００℃で乾燥してさらに不活性雰囲気中で５０
０〜１０００℃で熱処理することにより得られる、粒径
１μｍ以下の金属酸化物微粒子を表面および内部に均一
に添着させた親水性活性炭である。
【００１１】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
用いる活性炭は粒状又は繊維状のものを用いる。
用いる活性炭は粒状又は繊維状のものを用いる。
【００１２】活性炭は疎水性の材料のため親水性の材料
とするために、親水性賦与剤として、粒径１μｍ以下の
シリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物微粒子を添着
する。
とするために、親水性賦与剤として、粒径１μｍ以下の
シリカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物微粒子を添着
する。
【００１３】本発明で活性炭に親水性賦与剤を添着する
方法は、以下のように出発物質として、シリカ等の微粒
子を直接用いる方法と、シリカの前駆体であるメタケイ
酸等を使用する方法と２通りある。
方法は、以下のように出発物質として、シリカ等の微粒
子を直接用いる方法と、シリカの前駆体であるメタケイ
酸等を使用する方法と２通りある。
【００１４】まず、シリカ等の微粒子を直接もちいる方
法は次の通りである。シリカ、アルミナ、酸化鉄等の微
粒子は、粒径が１μｍ以下であることが必要で、１μｍ
を超えると活性炭への良好な分散ができない。
法は次の通りである。シリカ、アルミナ、酸化鉄等の微
粒子は、粒径が１μｍ以下であることが必要で、１μｍ
を超えると活性炭への良好な分散ができない。
【００１５】シリカ等の分散溶液として、メタノール、
エタノール、アセトン等のカーボンとの濡れ性が良好な
有機溶剤を用い、必要に応じて水を加えて使用する。
エタノール、アセトン等のカーボンとの濡れ性が良好な
有機溶剤を用い、必要に応じて水を加えて使用する。
【００１６】シリカ等の分散濃度は２〜１０％である。
２％未満では、シリカ等の添着量が不十分で、親水性活
性炭としての性能が低下する。１０％を超えると活性炭
のポアの閉塞が生じ、活性炭の内部気孔への添着が不十
分となり、やはり親水性活性炭としての性能が低下す
る。
２％未満では、シリカ等の添着量が不十分で、親水性活
性炭としての性能が低下する。１０％を超えると活性炭
のポアの閉塞が生じ、活性炭の内部気孔への添着が不十
分となり、やはり親水性活性炭としての性能が低下す
る。
【００１７】上記の分散溶液に活性炭を浸漬した後、空
気中で１００〜３００℃で乾燥処理を行なう。
気中で１００〜３００℃で乾燥処理を行なう。
【００１８】さらにシリカ等の活性炭への添着を強固に
するために、窒素等の不活性ガス雰囲気中にて５００〜
１０００℃で熱処理を行なう。
するために、窒素等の不活性ガス雰囲気中にて５００〜
１０００℃で熱処理を行なう。
【００１９】上記のようにして、粒径が１μｍ以下のシ
リカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物微粒子を表面お
よび内部に均一に添着させた親水性活性炭が得られる。
リカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物微粒子を表面お
よび内部に均一に添着させた親水性活性炭が得られる。
【００２０】シリカ等の前駆体であるメタケイ酸等を出
発原料に用いる方法は次の通りである。
発原料に用いる方法は次の通りである。
【００２１】親水性賦与剤として、シリカの前駆体であ
るメタケイ酸あるいはメタケイ酸ナトリウム、メタケイ
酸カリウム等のメタケイ酸塩を用い、メタノール、エタ
ノール、アセトン等のカーボンとの濡れ性の良好な有機
溶剤に溶解させる。有機溶剤には必要に応じて水を加え
る。
るメタケイ酸あるいはメタケイ酸ナトリウム、メタケイ
酸カリウム等のメタケイ酸塩を用い、メタノール、エタ
ノール、アセトン等のカーボンとの濡れ性の良好な有機
溶剤に溶解させる。有機溶剤には必要に応じて水を加え
る。
【００２２】メタケイ酸等の有機溶剤への溶解濃度は前
記のシリカ等の分散濃度と同様２〜１０％である。
記のシリカ等の分散濃度と同様２〜１０％である。
【００２３】上記の溶液に活性炭を浸漬けした後、空気
中で１００〜３００℃で乾燥処理を行なう。
中で１００〜３００℃で乾燥処理を行なう。
【００２４】さらに、前駆体よりシリカ等への転化が充
分に行なわれるようにするため、また活性炭への添着を
強固にするために、窒素等の不活性ガス雰囲気中にて、
５００〜１０００℃で熱処理を行う。
分に行なわれるようにするため、また活性炭への添着を
強固にするために、窒素等の不活性ガス雰囲気中にて、
５００〜１０００℃で熱処理を行う。
【００２５】上記のようにして、粒径が１μｍ以下のシ
リカ、アルミナ、酸化鉄等の金属炭化物微粒子を表面お
よび内部に均一に添着せしめた親水性活性炭が得られ
る。
リカ、アルミナ、酸化鉄等の金属炭化物微粒子を表面お
よび内部に均一に添着せしめた親水性活性炭が得られ
る。
【００２６】本発明の活性炭は親水性賦与剤である金属
炭化物微粒子が表面および内部に均一に添着されている
ので水との濡れが良好である。
炭化物微粒子が表面および内部に均一に添着されている
ので水との濡れが良好である。
【００２７】
【本発明の効果】本発明の親水性活性炭はシリカ、アル
ミナ、酸化鉄等の親水性賦与剤の微粒子が表面および内
部に均一に添着されているので、水との濡れ性がきわめ
て良好である。その結果、従来、活性炭が苦手とした、
水中の微量不純物についても良好な吸着性を示し、例え
ば水中の１ｐｐｍ以下の微量不純物の除去にも効果を発
揮し、工業上有用である。
ミナ、酸化鉄等の親水性賦与剤の微粒子が表面および内
部に均一に添着されているので、水との濡れ性がきわめ
て良好である。その結果、従来、活性炭が苦手とした、
水中の微量不純物についても良好な吸着性を示し、例え
ば水中の１ｐｐｍ以下の微量不純物の除去にも効果を発
揮し、工業上有用である。
【００２８】
【実施例１】平均粒半径０．０１μｍのシリカ微粒子３
０％を分散させた水溶液に５倍量のメタノールを加え、
これに粒状活性炭を浸漬けした。これを空気中で１５０
℃で乾燥して、さらに窒素雰囲気中で６００℃で熱処理
して、親水性活性炭を得た。この親水性活性炭をカラム
に詰め、１ｐｐｍのフタル酸ジメチル水溶液を通過させ
た。カラム通過液をガスクロマトグラフィーで分析した
結果、フタル酸ジメチルは検出されなかった。
０％を分散させた水溶液に５倍量のメタノールを加え、
これに粒状活性炭を浸漬けした。これを空気中で１５０
℃で乾燥して、さらに窒素雰囲気中で６００℃で熱処理
して、親水性活性炭を得た。この親水性活性炭をカラム
に詰め、１ｐｐｍのフタル酸ジメチル水溶液を通過させ
た。カラム通過液をガスクロマトグラフィーで分析した
結果、フタル酸ジメチルは検出されなかった。
【００２９】
【実施例２】メタケイ酸を２０％溶解したエタノール溶
液に、活性炭を浸漬して、空気中で１５０℃で乾燥し、
さらに窒素雰囲気中で６００℃で熱処理して親水性活性
炭を得た。この親水性活性炭をカラムに詰め、１ｐｐｍ
のフタル酸ジメチル水溶液を通過させた。カラム通過液
をガスクロマトグラフィーで分析した結果、フタル酸ジ
メチルは検出されなかった。
液に、活性炭を浸漬して、空気中で１５０℃で乾燥し、
さらに窒素雰囲気中で６００℃で熱処理して親水性活性
炭を得た。この親水性活性炭をカラムに詰め、１ｐｐｍ
のフタル酸ジメチル水溶液を通過させた。カラム通過液
をガスクロマトグラフィーで分析した結果、フタル酸ジ
メチルは検出されなかった。
【００３０】
【比較例１】実施例の粒状活性炭を親水性賦与剤を添着
することなく、カラムに詰め、１ｐｐｍのフタル酸ジメ
チル水溶液を通過させた。カラム通過液をガスクロマト
グラフィーで分析した結果、処理前と同様に１ｐｐｍの
フタル酸ジメチルが検出された。
することなく、カラムに詰め、１ｐｐｍのフタル酸ジメ
チル水溶液を通過させた。カラム通過液をガスクロマト
グラフィーで分析した結果、処理前と同様に１ｐｐｍの
フタル酸ジメチルが検出された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D024 AB04 BA02 BB01 BB02 4G046 HB07 HC01 4G066 AA05B AA10D AA14D AA20D AA22D AA27D AA30D AB06D AE05B CA56 DA07 FA15 FA22 FA33 FA34 FA37
Claims (2)
- 【請求項１】親水性賦与剤として粒径が１μｍ以下のシ
リカ、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物微粒子をメタノ
ール、エタノール等の有機溶剤又は有機溶剤の水溶液に
分散濃度が２〜１０％となるように分散させ、該分散溶
液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜３００℃で乾
燥し、さらに不活性雰囲気中で５００〜１０００℃で熱
処理することにより得られる金属酸化物微粒子を表面お
よび内部に均一に添着させた親水性活性炭。 - 【請求項２】親水性賦与剤として、メタケイ酸またはメ
タケイ酸塩をメタノール、エタノール等の有機溶剤又は
有機溶剤の水溶液に、濃度が２〜１０％となるように溶
解させ、該溶液に活性炭を浸漬して、空気中で１００〜
３００℃で乾燥してさらに不活性雰囲気中で５００〜１
０００℃で熱処理することにより得られる粒径１μｍ以
下の金属酸化物微粒子を表面および内部に均一に添着さ
せた親水性活性炭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021951A JP2000219507A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 親水性活性炭 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021951A JP2000219507A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 親水性活性炭 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219507A true JP2000219507A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12069381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11021951A Withdrawn JP2000219507A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 親水性活性炭 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000219507A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2005054126A1 (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 炭素材料及び排煙処理装置 |
| WO2007113694A3 (en) * | 2006-03-31 | 2008-02-21 | Philip Morris Prod | Method of making modified activated carbon |
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-
1999
- 1999-01-29 JP JP11021951A patent/JP2000219507A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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