JP2003206121A - 活性炭およびその製造方法 - Google Patents
活性炭およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2003206121A JP2003206121A JP2002001172A JP2002001172A JP2003206121A JP 2003206121 A JP2003206121 A JP 2003206121A JP 2002001172 A JP2002001172 A JP 2002001172A JP 2002001172 A JP2002001172 A JP 2002001172A JP 2003206121 A JP2003206121 A JP 2003206121A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated carbon
- raw material
- weight
- oxygen
- activated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的異方性組織を有する活性炭原料を用い
て、高比表面積の活性炭を簡単、且つ安価に製造する方
法を提供する。 【解決手段】 光学的異方性組織を５０％以上有する活
性炭原料を、酸素含量が１５〜３５重量％となるように
酸素架橋重合により安定化処理し、次いで賦活処理する
活性炭の製造方法；および該方法で得られる、ＢＥＴ法
における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上で、平均細孔
半径が０．８〜１．５ｎｍで、細孔容積が０．８ｍｌ／
ｇ以上で、且つ真比重が１．９以上である活性炭。
て、高比表面積の活性炭を簡単、且つ安価に製造する方
法を提供する。 【解決手段】 光学的異方性組織を５０％以上有する活
性炭原料を、酸素含量が１５〜３５重量％となるように
酸素架橋重合により安定化処理し、次いで賦活処理する
活性炭の製造方法；および該方法で得られる、ＢＥＴ法
における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上で、平均細孔
半径が０．８〜１．５ｎｍで、細孔容積が０．８ｍｌ／
ｇ以上で、且つ真比重が１．９以上である活性炭。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多環芳香族が発達
して優れた電気導電性を有する活性炭およびその製造方
法に関する。
して優れた電気導電性を有する活性炭およびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、情報通信機や
家庭用電気製品等のバックアップ用電源または補助電源
として利用されている。しかしながら、電気二重層キャ
パシタの欠点は、二次電池に比べてエネルギー密度が低
いことである。
家庭用電気製品等のバックアップ用電源または補助電源
として利用されている。しかしながら、電気二重層キャ
パシタの欠点は、二次電池に比べてエネルギー密度が低
いことである。
【０００３】電気二重層キャパシタの電極材料として
は、通常、椰子殻、石炭、フェノール樹脂等の難黒鉛系
炭素を原料とし、これにガス化賦活処理または薬剤賦活
処理を行って得た活性炭が用いられているか、または、
異方性組織を有するピッチ、石油コークス、石炭系ピッ
チコークス等の易黒鉛系原料に、強アルカリ金属を用い
て賦活処理を行って得た活性炭が用いられている。
は、通常、椰子殻、石炭、フェノール樹脂等の難黒鉛系
炭素を原料とし、これにガス化賦活処理または薬剤賦活
処理を行って得た活性炭が用いられているか、または、
異方性組織を有するピッチ、石油コークス、石炭系ピッ
チコークス等の易黒鉛系原料に、強アルカリ金属を用い
て賦活処理を行って得た活性炭が用いられている。
【０００４】特開平１０−７００４９号においては、難
黒鉛系炭素のフェノール樹脂に薬品賦活と水蒸気賦活を
繰り返し、さらに熱処理を行うという複雑な工程で活性
炭を調製している。
黒鉛系炭素のフェノール樹脂に薬品賦活と水蒸気賦活を
繰り返し、さらに熱処理を行うという複雑な工程で活性
炭を調製している。
【０００５】一方、易黒鉛系炭素を原料とした活性炭の
製造方法としては、特開平１０−１９９７６７号に、石
油コークスや石炭系ピッチコークスを炭化処理してコー
クス中の揮発成分量を調整した後、アルカリ金属化合物
を用いて賦活処理を行い、活性炭を製造する方法が提案
されている。また、特開平１１−２２２７３２号には、
メソフェーズピッチを紡糸し、不融化処理、炭化処理し
た後に繊維を粉砕し、粉砕した繊維をアルカリ金属で賦
活処理を行って活性炭を製造する方法が提案されてい
る。
製造方法としては、特開平１０−１９９７６７号に、石
油コークスや石炭系ピッチコークスを炭化処理してコー
クス中の揮発成分量を調整した後、アルカリ金属化合物
を用いて賦活処理を行い、活性炭を製造する方法が提案
されている。また、特開平１１−２２２７３２号には、
メソフェーズピッチを紡糸し、不融化処理、炭化処理し
た後に繊維を粉砕し、粉砕した繊維をアルカリ金属で賦
活処理を行って活性炭を製造する方法が提案されてい
る。
【０００６】このように、易黒鉛化性の原料である光学
的異方性組織（以下、「異方性組織」という）を有する
原料から活性炭を調製する際には、塩化亜鉛、燐酸ナト
リウム等を用いた薬剤賦活では高比表面積の活性炭を得
るのが困難であるので、ＫやＮａ等の強アルカリ金属を
用いて賦活を行う方法で活性炭を得ている。しかしなが
ら、この方法は、取り扱いが複雑な上、安全性にも問題
があった。
的異方性組織（以下、「異方性組織」という）を有する
原料から活性炭を調製する際には、塩化亜鉛、燐酸ナト
リウム等を用いた薬剤賦活では高比表面積の活性炭を得
るのが困難であるので、ＫやＮａ等の強アルカリ金属を
用いて賦活を行う方法で活性炭を得ている。しかしなが
ら、この方法は、取り扱いが複雑な上、安全性にも問題
があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、異方
性組織を有する活性炭原料に、取り扱いが容易な塩化亜
鉛や燐酸ナトリウム等を用いて賦活処理を行なうことに
より、高比表面積の活性炭を簡単、且つ安価に製造する
方法を提供することにある。
性組織を有する活性炭原料に、取り扱いが容易な塩化亜
鉛や燐酸ナトリウム等を用いて賦活処理を行なうことに
より、高比表面積の活性炭を簡単、且つ安価に製造する
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、石油系生コ
ークス、石炭系生コークス、メソカーボンマイクロビー
ズ（ＭＣＭＢ）およびピッチ等の異方性組織を有する活
性炭原料を、酸素を含む気体、または、酸素、オゾンも
しくはＮＯx等を含む気体を用いて安定化処理し、活性
炭原料を構成する分子を酸素架橋重合した後、当原料に
塩化亜鉛、燐酸ナトリウム等を加えて賦活反応を行な
い、目的とする活性炭を容易に製造する方法を見出し
た。
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、石油系生コ
ークス、石炭系生コークス、メソカーボンマイクロビー
ズ（ＭＣＭＢ）およびピッチ等の異方性組織を有する活
性炭原料を、酸素を含む気体、または、酸素、オゾンも
しくはＮＯx等を含む気体を用いて安定化処理し、活性
炭原料を構成する分子を酸素架橋重合した後、当原料に
塩化亜鉛、燐酸ナトリウム等を加えて賦活反応を行な
い、目的とする活性炭を容易に製造する方法を見出し
た。
【０００９】すなわち、本発明は、下記に示すとおりの
活性炭およびその製造方法を提供するものである。 項１． 光学的異方性組織を５０％以上有する活性炭原
料を、酸素含量が１５〜３５重量％となるように酸素架
橋重合により安定化処理し、次いで賦活処理する活性炭
の製造方法。 項２． 活性炭原料が、光学的異方性組織を５０％以上
有する石油系生コークス、同じく石炭系生コークス、同
じくメソカーボンマイクロビーズ、または同じくピッチ
である項１に記載の方法。 項３． 塩化亜鉛または燐酸ナトリウムを賦活助剤とし
て用いて賦活処理を行う項１または２に記載の方法。 項４． 項１〜３のいずれかに記載の方法で得られる、
ＢＥＴ法における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上で、
平均細孔半径が０．８〜１．５ｎｍで、細孔容積が０．
８ｍｌ／ｇ以上で、且つ真比重が１．９以上である活性
炭。
活性炭およびその製造方法を提供するものである。 項１． 光学的異方性組織を５０％以上有する活性炭原
料を、酸素含量が１５〜３５重量％となるように酸素架
橋重合により安定化処理し、次いで賦活処理する活性炭
の製造方法。 項２． 活性炭原料が、光学的異方性組織を５０％以上
有する石油系生コークス、同じく石炭系生コークス、同
じくメソカーボンマイクロビーズ、または同じくピッチ
である項１に記載の方法。 項３． 塩化亜鉛または燐酸ナトリウムを賦活助剤とし
て用いて賦活処理を行う項１または２に記載の方法。 項４． 項１〜３のいずれかに記載の方法で得られる、
ＢＥＴ法における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上で、
平均細孔半径が０．８〜１．５ｎｍで、細孔容積が０．
８ｍｌ／ｇ以上で、且つ真比重が１．９以上である活性
炭。
【００１０】
【発明の実施の形態】［活性炭原料］本発明で用いられ
る活性炭原料の異方性組織視野率（異方性組織分率）は
５０％以上であり、好ましくは６０〜１００％である。
このような活性炭原料としては、異方性組織視野率が５
０％以上の石油系生コークス、同じく石炭系生コーク
ス、同じく生メソカーボンマイクロビーズ（以下、「Ｍ
ＣＭＢ」という）、および同じくピッチ等が挙げられ
る。ここで、ピッチとしては、石油系重質油または石炭
系重質油を熱処理して得られる軟化点２００℃以上の光
学的異方性組織を有するピッチ、ナフタレンやアントラ
セン等の縮合多環水素化合物の誘導体をＨＦおよびＢＦ
3等の触媒を用いて調製した軟化点２００℃以上の光学
的異方性組織を有するピッチ等が挙げられる。
る活性炭原料の異方性組織視野率（異方性組織分率）は
５０％以上であり、好ましくは６０〜１００％である。
このような活性炭原料としては、異方性組織視野率が５
０％以上の石油系生コークス、同じく石炭系生コーク
ス、同じく生メソカーボンマイクロビーズ（以下、「Ｍ
ＣＭＢ」という）、および同じくピッチ等が挙げられ
る。ここで、ピッチとしては、石油系重質油または石炭
系重質油を熱処理して得られる軟化点２００℃以上の光
学的異方性組織を有するピッチ、ナフタレンやアントラ
セン等の縮合多環水素化合物の誘導体をＨＦおよびＢＦ
3等の触媒を用いて調製した軟化点２００℃以上の光学
的異方性組織を有するピッチ等が挙げられる。
【００１１】これらの活性炭原料は、平均粒径で３〜５
０μｍ、最大粒径で１００μｍ以下に粉砕し、粉末のま
まで用いても良いし、粉末を０．１〜５ｍｍ程度の大き
さに成形して用いても良い。成形物の大きさが５ｍｍを
超える場合は、成形物内部の酸素架橋重合が充分達成で
きないことがある。
０μｍ、最大粒径で１００μｍ以下に粉砕し、粉末のま
まで用いても良いし、粉末を０．１〜５ｍｍ程度の大き
さに成形して用いても良い。成形物の大きさが５ｍｍを
超える場合は、成形物内部の酸素架橋重合が充分達成で
きないことがある。
【００１２】粉砕後の活性炭原料の最大粒子径が１００
μｍを超える場合は、酸素による架橋結合が不均一とな
り、高比表面積の活性炭を収率よく製造するのが困難と
なる。一方、平均粒子径が３μｍ未満の粉砕原料を用い
ても良いが、粉砕コストが高くなるので平均粒子径を３
μｍ未満とする必要はない。
μｍを超える場合は、酸素による架橋結合が不均一とな
り、高比表面積の活性炭を収率よく製造するのが困難と
なる。一方、平均粒子径が３μｍ未満の粉砕原料を用い
ても良いが、粉砕コストが高くなるので平均粒子径を３
μｍ未満とする必要はない。
【００１３】活性炭原料の成形物に酸素架橋処理を行な
う場合、成形物にそれほど大きな強度は必要でなく、処
理工程で形状が保てれば良い。そのため、水を加えるだ
けでも粒状物（成形物）を得ることができる。また、澱
粉、および、メチルセルロース、ポリエチレン、ポリビ
ニルアルコール、セルロース、フェノール樹脂等を０．
０１〜１０重量％（好ましくは０．１〜５重量％）添加
して成形するか、成形物を、上記樹脂をエチルアルコー
ル等の有機溶媒にあらかじめ溶解した溶液中に浸漬した
後に取り出して酸素架橋処理を行うと、成形物の形状保
持はより安定する。
う場合、成形物にそれほど大きな強度は必要でなく、処
理工程で形状が保てれば良い。そのため、水を加えるだ
けでも粒状物（成形物）を得ることができる。また、澱
粉、および、メチルセルロース、ポリエチレン、ポリビ
ニルアルコール、セルロース、フェノール樹脂等を０．
０１〜１０重量％（好ましくは０．１〜５重量％）添加
して成形するか、成形物を、上記樹脂をエチルアルコー
ル等の有機溶媒にあらかじめ溶解した溶液中に浸漬した
後に取り出して酸素架橋処理を行うと、成形物の形状保
持はより安定する。
【００１４】成形物の形状は、球状、チップ状等の所定
の形状で良く、特に限定されるものではない。また、成
形方法は、転動法、ノズルからの押し出し法、プレス法
等の一般的な成形方法で良い。
の形状で良く、特に限定されるものではない。また、成
形方法は、転動法、ノズルからの押し出し法、プレス法
等の一般的な成形方法で良い。
【００１５】［酸素架橋重合処理］上記の粉末状または
粒状の活性炭原料を、空気、または空気に酸素、オゾ
ン、もしくはＮＯx等を混合した気体の雰囲気下で、最
高処理温度１００〜４５０℃、好ましくは１５０〜４０
０℃において処理する。これらの気体中の酸素濃度は、
１５〜３０容量％であるのが好ましく、１８〜２５容量
％であるのがより好ましい。酸素架橋重合（以下、「架
橋」という）処理した後の原料中の酸素含量（濃度）が
１５〜３５重量％、好ましくは１７〜３０重量％となる
ように処理する。原料中の酸素含量は、測定装置：ヤナ
コ社製ＣＨＮコーダーＭＴ−５、標準物質にアンチピリ
ンおよびベンゾイックアシッドを用い、測定する。処理
時間は特に限定されないが、５〜３５時間であるのが好
ましい。
粒状の活性炭原料を、空気、または空気に酸素、オゾ
ン、もしくはＮＯx等を混合した気体の雰囲気下で、最
高処理温度１００〜４５０℃、好ましくは１５０〜４０
０℃において処理する。これらの気体中の酸素濃度は、
１５〜３０容量％であるのが好ましく、１８〜２５容量
％であるのがより好ましい。酸素架橋重合（以下、「架
橋」という）処理した後の原料中の酸素含量（濃度）が
１５〜３５重量％、好ましくは１７〜３０重量％となる
ように処理する。原料中の酸素含量は、測定装置：ヤナ
コ社製ＣＨＮコーダーＭＴ−５、標準物質にアンチピリ
ンおよびベンゾイックアシッドを用い、測定する。処理
時間は特に限定されないが、５〜３５時間であるのが好
ましい。
【００１６】［賦活処理］次いで、架橋処理を行なった
上記の活性炭原料に、賦活助剤を加えて均一に混合す
る。賦活助剤としては、塩化亜鉛、燐酸ナトリウム等の
無機塩を用いることが好ましい。賦活助剤は、架橋後の
原料に対し、０．５〜８倍重量程度、好ましくは１〜６
倍重量程度加える。また、これらの混合に際しては、水
を加えなくても良いが、水を加えることで、架橋処理後
の活性炭原料に賦活助剤をより均一に分散させることが
できる。このとき加える水の量は、特に限定されない。
上記の活性炭原料に、賦活助剤を加えて均一に混合す
る。賦活助剤としては、塩化亜鉛、燐酸ナトリウム等の
無機塩を用いることが好ましい。賦活助剤は、架橋後の
原料に対し、０．５〜８倍重量程度、好ましくは１〜６
倍重量程度加える。また、これらの混合に際しては、水
を加えなくても良いが、水を加えることで、架橋処理後
の活性炭原料に賦活助剤をより均一に分散させることが
できる。このとき加える水の量は、特に限定されない。
【００１７】架橋処理後の原料と賦活助剤を上記のよう
にして混合した原材料混合物（以下、「原材料」とい
う）を容器に入れて賦活処理を行なっても良いが、取り
扱いを容易とするために、原材料をチップ状や球状等の
所定の形状に成形して賦活処理を行っても良い。また、
必要に応じて、形状を保持するために、澱粉、および、
メチルセルロース、ポリエチレン、ポリビニルアルコー
ル、セルロース、フェノール樹脂等を０．０１〜１０重
量％（好ましくは０．１〜５重量％）添加して成形する
か、成形物を、上記樹脂をエチルアルコール等の有機溶
媒にあらかじめ溶解した溶液中に浸漬した後に取り出し
て賦活処理を行うと、成形物の形状保持はより安定す
る。成形物の形状は、球状、チップ状等の所定の形状で
良く、特に限定されるものではない。また、成形方法
は、転動法、ノズルからの押し出し法、プレス法等の一
般的な成形方法で良い。
にして混合した原材料混合物（以下、「原材料」とい
う）を容器に入れて賦活処理を行なっても良いが、取り
扱いを容易とするために、原材料をチップ状や球状等の
所定の形状に成形して賦活処理を行っても良い。また、
必要に応じて、形状を保持するために、澱粉、および、
メチルセルロース、ポリエチレン、ポリビニルアルコー
ル、セルロース、フェノール樹脂等を０．０１〜１０重
量％（好ましくは０．１〜５重量％）添加して成形する
か、成形物を、上記樹脂をエチルアルコール等の有機溶
媒にあらかじめ溶解した溶液中に浸漬した後に取り出し
て賦活処理を行うと、成形物の形状保持はより安定す
る。成形物の形状は、球状、チップ状等の所定の形状で
良く、特に限定されるものではない。また、成形方法
は、転動法、ノズルからの押し出し法、プレス法等の一
般的な成形方法で良い。
【００１８】次いで、原材料の成形物または未成形物
に、窒素、アルゴン、真空等の不活性雰囲気下で熱処理
を行う。熱処理温度は、原材料の組成、熱処理条件（昇
温速度、熱処理時間、熱処理雰囲気等）に応じて適宜選
択されるが、通常５００〜７００℃程度の範囲内であ
り、さらに、ピーク温度を５５０〜７００℃程度とする
ことが好ましい。昇温速度は、０．１〜２００℃／分で
あるのが好ましく、０．２〜１００℃／分であるのがよ
り好ましい。熱処理時間は、０．５〜５時間であるのが
好ましい。
に、窒素、アルゴン、真空等の不活性雰囲気下で熱処理
を行う。熱処理温度は、原材料の組成、熱処理条件（昇
温速度、熱処理時間、熱処理雰囲気等）に応じて適宜選
択されるが、通常５００〜７００℃程度の範囲内であ
り、さらに、ピーク温度を５５０〜７００℃程度とする
ことが好ましい。昇温速度は、０．１〜２００℃／分で
あるのが好ましく、０．２〜１００℃／分であるのがよ
り好ましい。熱処理時間は、０．５〜５時間であるのが
好ましい。
【００１９】［洗浄および乾燥］次いで、上記のように
して得られる賦活反応処理物（以下、「賦活物」とい
う）中の無機塩を、洗浄剤を用いて除去する。洗浄剤
は、無機塩を洗浄・除去し得る物であれば特に限定され
ない。一般には、希塩酸で洗浄した後、さらに水を用い
て洗浄し、塩酸を除去すれば良い。洗浄後の賦活物を乾
燥することにより、目的とする活性炭が得られる。
して得られる賦活反応処理物（以下、「賦活物」とい
う）中の無機塩を、洗浄剤を用いて除去する。洗浄剤
は、無機塩を洗浄・除去し得る物であれば特に限定され
ない。一般には、希塩酸で洗浄した後、さらに水を用い
て洗浄し、塩酸を除去すれば良い。洗浄後の賦活物を乾
燥することにより、目的とする活性炭が得られる。
【００２０】以上のようにして製造される活性炭の物性
は、ＢＥＴ法における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上
（好ましくは１３００〜２５００ｍ2／ｇ）で、平均細
孔半径が０．８〜１．５ｎｍ（好ましくは１．０〜１．
３ｎｍ）で、細孔容積が０．８ｍｌ／ｇ以上（好ましく
は０．９〜１．５ｍｌ／ｇ）で、且つ真比重が１．９以
上（好ましくは２〜２．３）である。
は、ＢＥＴ法における比表面積が１０００ｍ2／ｇ以上
（好ましくは１３００〜２５００ｍ2／ｇ）で、平均細
孔半径が０．８〜１．５ｎｍ（好ましくは１．０〜１．
３ｎｍ）で、細孔容積が０．８ｍｌ／ｇ以上（好ましく
は０．９〜１．５ｍｌ／ｇ）で、且つ真比重が１．９以
上（好ましくは２〜２．３）である。
【００２１】上記の方法で製造した活性炭の原料は異方
性組織を有することから、得られる活性炭は易黒鉛化性
炭素であり、黒鉛化構造に近い構造を有しており、電気
抵抗が低く、キャパシタ等の電極用材料として優れてい
る。
性組織を有することから、得られる活性炭は易黒鉛化性
炭素であり、黒鉛化構造に近い構造を有しており、電気
抵抗が低く、キャパシタ等の電極用材料として優れてい
る。
【００２２】また、本発明の製造方法においては、強ア
ルカリを使用しないので、処理設備が比較的簡単であ
り、賦活温度も低く、製造コストが安価であり、工業的
価値が大きい。
ルカリを使用しないので、処理設備が比較的簡単であ
り、賦活温度も低く、製造コストが安価であり、工業的
価値が大きい。
【００２３】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００２４】なお、架橋処理した後の活性炭原料中の酸
素含量は、測定装置：ヤナコ社製ＣＨＮコーダーＭＴ−
５、標準物質にアンチピリンおよびベンゾイックアシッ
ドを用い、測定した。
素含量は、測定装置：ヤナコ社製ＣＨＮコーダーＭＴ−
５、標準物質にアンチピリンおよびベンゾイックアシッ
ドを用い、測定した。
【００２５】実施例１
異方性組織分率が９８％で、平均粒子径が１０．２μｍ
のＭＣＭＢ粉末を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃
までを２℃／分の平均速度で昇温を行い、３５０℃で３
０時間架橋処理を行った。架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸
素量は２４．６重量％であった。
のＭＣＭＢ粉末を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃
までを２℃／分の平均速度で昇温を行い、３５０℃で３
０時間架橋処理を行った。架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸
素量は２４．６重量％であった。
【００２６】次いで、この架橋後のＭＣＭＢ１００重量
部に対し、塩化亜鉛を２．５倍量加え、混合しながら水
を適量加えてペースト状とした後、２ｍｍφのノズルか
ら押し出してチップを得た。このチップ１００重量部を
金属容器に入れ、小型管状炉内で窒素雰囲気下、常温か
ら６００℃までを５℃／分の平均速度で昇温を行い、６
００℃で２時間保持して賦活処理を行った。賦活処理物
を１規定の希塩酸で洗浄して賦活処理物中の残存無機塩
を除去した後、さらに純水でｐＨ７となるまで洗浄を繰
り返した。洗浄後、賦活処理物を乾燥して活性炭を得
た。
部に対し、塩化亜鉛を２．５倍量加え、混合しながら水
を適量加えてペースト状とした後、２ｍｍφのノズルか
ら押し出してチップを得た。このチップ１００重量部を
金属容器に入れ、小型管状炉内で窒素雰囲気下、常温か
ら６００℃までを５℃／分の平均速度で昇温を行い、６
００℃で２時間保持して賦活処理を行った。賦活処理物
を１規定の希塩酸で洗浄して賦活処理物中の残存無機塩
を除去した後、さらに純水でｐＨ７となるまで洗浄を繰
り返した。洗浄後、賦活処理物を乾燥して活性炭を得
た。
【００２７】得られた活性炭の比表面積、平均細孔半径
および細孔容積を、ユアサアイオニックス社製ＡＵＴＯ
ＳＲＢ−６を用いて測定した。真比重の測定は、ピクノ
メーター法により行った。
および細孔容積を、ユアサアイオニックス社製ＡＵＴＯ
ＳＲＢ−６を用いて測定した。真比重の測定は、ピクノ
メーター法により行った。
【００２８】次いで、上記の活性炭を粉砕し、この粉末
１００重量部に対し、カーボンブラック１０重量部とポ
リテトラフルオロエチレン樹脂粉末（バインダーとし
て）８重量部を混合した後、プレス成形を行い、厚さ
０．５ｍｍの電極を得た。
１００重量部に対し、カーボンブラック１０重量部とポ
リテトラフルオロエチレン樹脂粉末（バインダーとし
て）８重量部を混合した後、プレス成形を行い、厚さ
０．５ｍｍの電極を得た。
【００２９】上記で得られたシート状電極を１５ｍｍ×
１５ｍｍにカットし、１５０℃で２時間乾燥を行った
後、電極を正極および負極とし、集電体として厚さ０．
２ｍｍのステンレスメッシュを用い、セパレーターとし
て充分に乾燥した電解コンデンサー紙を用い、電解液に
濃度１．０ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアンモニウム・テ
トラフルオロボレート（Ｅｔ4ＮＢＦ4）／プロピレンカ
ーボネート（ＰＣ）溶液を用いて、ドライボックス内で
キャパシタを組み立てた。
１５ｍｍにカットし、１５０℃で２時間乾燥を行った
後、電極を正極および負極とし、集電体として厚さ０．
２ｍｍのステンレスメッシュを用い、セパレーターとし
て充分に乾燥した電解コンデンサー紙を用い、電解液に
濃度１．０ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアンモニウム・テ
トラフルオロボレート（Ｅｔ4ＮＢＦ4）／プロピレンカ
ーボネート（ＰＣ）溶液を用いて、ドライボックス内で
キャパシタを組み立てた。
【００３０】次いで、得られたキャパシタを用いてイオ
ン吸着量を求めた。イオン吸着量は、キャパシタの電気
容量（Ｆ／ｇ）として測定した。すなわち、キャパシタ
の最大充電電流を５０ｍＡに規制し、２．５Ｖで１時間
充電した後、１ｍＡの定電流にてキャパシタ電圧が０Ｖ
になるまで放電した。放電曲線の傾きから電気容量
（Ｆ）を求め、正極／負極の全容量と電気容量から、電
極の重量当たりの容量（Ｆ／ｇ）を求めた。また、電気
伝導度については四端子法を用いて測定を行った。表１
に、これら一連の実験結果を示す。
ン吸着量を求めた。イオン吸着量は、キャパシタの電気
容量（Ｆ／ｇ）として測定した。すなわち、キャパシタ
の最大充電電流を５０ｍＡに規制し、２．５Ｖで１時間
充電した後、１ｍＡの定電流にてキャパシタ電圧が０Ｖ
になるまで放電した。放電曲線の傾きから電気容量
（Ｆ）を求め、正極／負極の全容量と電気容量から、電
極の重量当たりの容量（Ｆ／ｇ）を求めた。また、電気
伝導度については四端子法を用いて測定を行った。表１
に、これら一連の実験結果を示す。
【００３１】実施例２
異方性組織分率が９６％で、平均粒子径が３．６μｍの
ＭＣＭＢ粉末を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃ま
でを１℃／分の平均速度で昇温を行い、３５０℃で２５
時間架橋処理を行った。架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸素
量は１８．６重量％であった。
ＭＣＭＢ粉末を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃ま
でを１℃／分の平均速度で昇温を行い、３５０℃で２５
時間架橋処理を行った。架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸素
量は１８．６重量％であった。
【００３２】次いで、この架橋後のＭＣＭＢ１００重量
部に対し、塩化亜鉛を３倍量加え、混合しながら水を適
量加えてペースト状とした。このペースト状物１００重
量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で窒素雰囲気下、
常温から６３０℃までを２℃／分の平均速度で昇温を行
い、６３０℃で１時間保持して賦活処理を行った。
部に対し、塩化亜鉛を３倍量加え、混合しながら水を適
量加えてペースト状とした。このペースト状物１００重
量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で窒素雰囲気下、
常温から６３０℃までを２℃／分の平均速度で昇温を行
い、６３０℃で１時間保持して賦活処理を行った。
【００３３】以下、実施例１と同じ方法で、洗浄と乾燥
を行い、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を同様
に測定した。表１に実験結果を示す。
を行い、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を同様
に測定した。表１に実験結果を示す。
【００３４】実施例３
異方性組織分率が８０％で、平均粒子径が２５．１μｍ
の石油系生コークスに水を加えながら転動し、粒径が約
３ｍｍの造粒物を得た。この造粒物を、実施例１と同様
に、空気雰囲気下で、常温から３５０℃までを５℃／分
の平均速度で昇温を行い、３５０℃で２５時間架橋処理
を行った。架橋処理後の生コークス中の酸素量は２７．
６重量％であった。
の石油系生コークスに水を加えながら転動し、粒径が約
３ｍｍの造粒物を得た。この造粒物を、実施例１と同様
に、空気雰囲気下で、常温から３５０℃までを５℃／分
の平均速度で昇温を行い、３５０℃で２５時間架橋処理
を行った。架橋処理後の生コークス中の酸素量は２７．
６重量％であった。
【００３５】次いで、この架橋後の石油系コークス１０
０重量部に対し、塩化亜鉛を３倍量加え、二軸の混練機
内で混合しながら水を適量加えてペースト状とした後、
２ｍｍφのノズルから押し出してチップを得た。このチ
ップ１００重量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で窒
素雰囲気下、常温から６００℃までを３℃／分の平均速
度で昇温を行い、６００℃で１．５時間保持して賦活処
理を行った。
０重量部に対し、塩化亜鉛を３倍量加え、二軸の混練機
内で混合しながら水を適量加えてペースト状とした後、
２ｍｍφのノズルから押し出してチップを得た。このチ
ップ１００重量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で窒
素雰囲気下、常温から６００℃までを３℃／分の平均速
度で昇温を行い、６００℃で１．５時間保持して賦活処
理を行った。
【００３６】以下、実施例１と同じ方法で、洗浄と乾燥
を行い、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を同様
に測定した。表１に実験結果を示す。
を行い、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を同様
に測定した。表１に実験結果を示す。
【００３７】実施例４
異方性分率が１００％の石炭系のメソフェーズピッチを
平均粒径３０．２μｍに微粉砕し、粉末状態で、空気雰
囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速度で
昇温を行い、３５０℃で３０時間架橋処理を行った。架
橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量は２８．８重
量％であった。
平均粒径３０．２μｍに微粉砕し、粉末状態で、空気雰
囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速度で
昇温を行い、３５０℃で３０時間架橋処理を行った。架
橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量は２８．８重
量％であった。
【００３８】次いで、この架橋後のメソフェーズピッチ
１００重量部に対し、塩化亜鉛を２．５倍量加え、混合
しながら水を適量加えてペースト状とした。このペース
ト状物１００重量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で
窒素雰囲気下、常温から５９０℃までを１℃／分の平均
速度で昇温を行い、５９０℃で３時間保持して賦活処理
を行った。賦活処理物を１規定の希塩酸で洗浄して賦活
処理物中の残存無機塩を除去した後、さらに純水でｐＨ
７となるまで洗浄を繰り返した。洗浄後、賦活処理物を
乾燥して活性炭を得た。
１００重量部に対し、塩化亜鉛を２．５倍量加え、混合
しながら水を適量加えてペースト状とした。このペース
ト状物１００重量部を金属容器に入れ、小型管状炉内で
窒素雰囲気下、常温から５９０℃までを１℃／分の平均
速度で昇温を行い、５９０℃で３時間保持して賦活処理
を行った。賦活処理物を１規定の希塩酸で洗浄して賦活
処理物中の残存無機塩を除去した後、さらに純水でｐＨ
７となるまで洗浄を繰り返した。洗浄後、賦活処理物を
乾燥して活性炭を得た。
【００３９】以下、実施例１と同じ方法で、得られた活
性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。表１に実験結
果を示す。
性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。表１に実験結
果を示す。
【００４０】比較例１
実施例１と同じＭＣＭＢ粉末原料を、粉末の状態で、空
気雰囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速
度で昇温を行い、３５０℃で３時間架橋処理を行った。
架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸素量は１０．１重量％であ
った。
気雰囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速
度で昇温を行い、３５０℃で３時間架橋処理を行った。
架橋処理後のＭＣＭＢ中の酸素量は１０．１重量％であ
った。
【００４１】以下、実施例１と同じ条件で賦活処理を行
い、洗浄、乾燥を行って活性炭を得た。実施例１と同じ
方法で、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を測定
した。得られた活性炭の比表面積は小さかった。表１に
実験結果を示す。
い、洗浄、乾燥を行って活性炭を得た。実施例１と同じ
方法で、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を測定
した。得られた活性炭の比表面積は小さかった。表１に
実験結果を示す。
【００４２】比較例２
実施例４と同じ微粉砕ピッチ原料を、粉末の状態で、空
気雰囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速
度で昇温を行い、３５０℃で４５時間架橋処理を行っ
た。架橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量は３
６．６重量％であった。
気雰囲気下、常温から３５０℃までを２℃／分の平均速
度で昇温を行い、３５０℃で４５時間架橋処理を行っ
た。架橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量は３
６．６重量％であった。
【００４３】この架橋後のメソフェーズピッチに、実施
例１と同じ条件で賦活処理を行い、洗浄、乾燥を行って
活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方法で、得られ
た活性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。得られた
活性炭の比表面積は大きかったが、活性炭の収率は低か
った。表１に実験結果を示す。
例１と同じ条件で賦活処理を行い、洗浄、乾燥を行って
活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方法で、得られ
た活性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。得られた
活性炭の比表面積は大きかったが、活性炭の収率は低か
った。表１に実験結果を示す。
【００４４】比較例３
実施例４と同じ微粉砕ピッチ原料に水を加えてペースト
状とした後、１０ｍｍφのノズルから押し出して１０ｍ
ｍφ×１０ｍｍのペレットを成形した。このペレット
を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃までを２℃／分
の平均速度で昇温を行い、３５０℃で３０時間架橋処理
を行った。架橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量
は１３．６重量％であった。
状とした後、１０ｍｍφのノズルから押し出して１０ｍ
ｍφ×１０ｍｍのペレットを成形した。このペレット
を、空気雰囲気下で、常温から３５０℃までを２℃／分
の平均速度で昇温を行い、３５０℃で３０時間架橋処理
を行った。架橋処理後のメソフェーズピッチ中の酸素量
は１３．６重量％であった。
【００４５】この架橋後のメソフェーズピッチに、実施
例１と同じ条件で賦活処理を行い、洗浄、乾燥を行って
活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方法で、得られ
た活性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。得られた
活性炭の比表面積は小さかった。表１に実験結果を示
す。
例１と同じ条件で賦活処理を行い、洗浄、乾燥を行って
活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方法で、得られ
た活性炭の物性とキャパシタ特性を測定した。得られた
活性炭の比表面積は小さかった。表１に実験結果を示
す。
【００４６】比較例４
光学的等方性組織が１００％で軟化点が２８０．３℃の
ピッチを平均粒子径２９．１μｍに微粉砕し、以下、実
施例１と同じ条件で架橋処理、賦活処理、洗浄および乾
燥を行って、活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方
法で、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を測定し
た。比表面積の大きい活性炭を高収率で得られたが、電
極特性が実施例に比べて劣っていた。表１に実験結果を
示す。
ピッチを平均粒子径２９．１μｍに微粉砕し、以下、実
施例１と同じ条件で架橋処理、賦活処理、洗浄および乾
燥を行って、活性炭を得た。次いで、実施例１と同じ方
法で、得られた活性炭の物性とキャパシタ特性を測定し
た。比表面積の大きい活性炭を高収率で得られたが、電
極特性が実施例に比べて劣っていた。表１に実験結果を
示す。
【００４７】なお、表１において、「原料」は「活性炭
原料」を意味する。
原料」を意味する。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、光学的異方性組織を有
する活性炭原料を用いて、高比表面積の活性炭を簡単、
且つ安価に製造することができる。
する活性炭原料を用いて、高比表面積の活性炭を簡単、
且つ安価に製造することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田尻 博幸
大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号
大阪瓦斯株式会社内
Ｆターム(参考） 4G046 HA06 HA07 HB05 HC04 HC05
Claims (4)
- 【請求項１】 光学的異方性組織を５０％以上有する活
性炭原料を、酸素含量が１５〜３５重量％となるように
酸素架橋重合により安定化処理し、次いで賦活処理する
活性炭の製造方法。 - 【請求項２】 活性炭原料が、光学的異方性組織を５０
％以上有する石油系生コークス、同じく石炭系生コーク
ス、同じくメソカーボンマイクロビーズ、または同じく
ピッチである請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 塩化亜鉛または燐酸ナトリウムを賦活助
剤として用いて賦活処理を行う請求項１または２に記載
の方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の方法で
得られる、ＢＥＴ法における比表面積が１０００ｍ2／
ｇ以上で、平均細孔半径が０．８〜１．５ｎｍで、細孔
容積が０．８ｍｌ／ｇ以上で、且つ真比重が１．９以上
である活性炭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001172A JP2003206121A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 活性炭およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001172A JP2003206121A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 活性炭およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206121A true JP2003206121A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27641362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002001172A Pending JP2003206121A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 活性炭およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206121A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347517A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Nisshinbo Ind Inc | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法 |
| JP2006131461A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Japan Organo Co Ltd | 活性炭及びその製造方法並びに腎疾患治療薬 |
| JP2006131465A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Jfe Chemical Corp | 多孔質炭素材料とその製造方法および電気二重層キャパシタ |
| JP2008066528A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nippon Oil Corp | 電気二重層キャパシタ電極用炭素材およびこれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2010219323A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 電気二重層キャパシタ用電極 |
| WO2011081086A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-01-08 JP JP2002001172A patent/JP2003206121A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347517A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Nisshinbo Ind Inc | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法 |
| JP2006131461A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Japan Organo Co Ltd | 活性炭及びその製造方法並びに腎疾患治療薬 |
| JP2006131465A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Jfe Chemical Corp | 多孔質炭素材料とその製造方法および電気二重層キャパシタ |
| JP4693030B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2011-06-01 | オルガノ株式会社 | 活性炭の製造方法 |
| JP2008066528A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nippon Oil Corp | 電気二重層キャパシタ電極用炭素材およびこれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2010219323A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 電気二重層キャパシタ用電極 |
| WO2011081086A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| JP2011136856A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| US8993478B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-03-31 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Activated carbon for electric double layer capacitor electrode and method for producing the activated carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3446339B2 (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| US5891822A (en) | Production process of active carbon used for electrode for organic solvent type electric double layer capacitor | |
| JP6553307B2 (ja) | 炭素質材料およびその製造方法 | |
| JP4054746B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法 | |
| JP7061107B2 (ja) | 炭素質材料およびその製造方法 | |
| JP2012101948A (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| KR100878262B1 (ko) | 비지를 이용한 고성능 활성탄의 제조방법 | |
| KR101910461B1 (ko) | 전기이중층 커패시터 전극용 활성탄의 제조방법 및 이로부터 제조된 전기이중층 커패시터 전극용 활성탄 | |
| KR101956993B1 (ko) | 고성능 다공성 활성탄 및 그의 제조방법 | |
| JP2003206121A (ja) | 活性炭およびその製造方法 | |
| JP2000138140A (ja) | 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 | |
| JP2006024747A (ja) | 電気二重層キャパシタ電極用炭素材料およびその製造方法 | |
| JP2009105186A (ja) | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭及びその製造方法 | |
| JP2007269518A (ja) | 多孔質炭素材料およびその製造方法、電気二重層キャパシタ用分極性電極ならびに電気二重層キャパシタ | |
| JP4615868B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用多孔質炭素の製造方法、該製造方法により得られた電気二重層キャパシタ用多孔質炭素、及び、該電気二重層キャパシタ用多孔質炭素を用いた電気二重層キャパシタ | |
| JP4503134B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用活性炭 | |
| JP2010215474A (ja) | 活性炭の製造方法および該製造方法により得られた活性炭を用いた電気二重層キャパシタ | |
| Tamai et al. | Mesoporous activated carbon as electrode for electric double layer capacitor | |
| JP2003183014A (ja) | 多孔質炭素材料、その製造方法および電気二重層キャパシタ | |
| JP2000138141A (ja) | 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 | |
| JP2016026985A (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| JP2001316103A (ja) | 多孔質炭素材料、その製造方法および電気二重層キャパシタ | |
| JP5208160B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用多孔質炭素の製造方法、該製造方法により得られた電気二重層キャパシタ用多孔質炭素、及び、該電気二重層キャパシタ用多孔質炭素を用いた電気二重層キャパシタ | |
| JP6597754B2 (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| JP2004059387A (ja) | 活性炭の製造方法、分極性電極及び電気二重層キャパシタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080227 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080806 |