JP2004315242A

JP2004315242A - Activated carbon

Info

Publication number: JP2004315242A
Application number: JP2003107151A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Urabe; 安彦浦邊; Kazuhiro Kanazawa; 一弘金澤; Hiroshi Kikuchi; 啓菊地
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a high performance formed activated carbon at low cost using inexpensive starting material cellulose. <P>SOLUTION: Cellulose having a crystal content of >35 to <100%, an average particle diameter of >40 to <120 μm, an ash content of 0.05-0.3%, a water content of 3-10% and a purity of 99 to <99.95% after refining is used as starting material cellulose. Powdery or granular cellulose having these starting material properties is press-molded, carbonized and activated to obtain a formed activated carbon. Cellulose satisfying these conditions does not need to be high purity cellulose nor highly crystalline cellulose, and the objective high performance activated carbon can be manufactured at low cost using general-purpose cellulose. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭に関し、特に、ガス吸蔵効率の高い高性能活性炭を低コストで製造できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の排気ガスを清浄化することを目的として、ガソリンに代えて炭化水素、特にメタン（ＣＨ_４）を主な構成成分とするガス、たとえば都市ガス等を燃料とする技術が注目されている。このような技術開発においてメタンの貯蔵効率を向上することはメタン燃料を自動車に適用するうえで重要な開発要素となっている。また、地球温暖化の支障にならないクリーンな燃料として水素が注目されており、水素の貯蔵技術も重要な開発要素になっている。
【０００３】
水素の吸蔵には、従来水素吸蔵合金の存在が知られている。また、水素あるいはメタンの貯蔵には、その吸蔵媒体として、古くから知られている活性炭の適用が考えられている。活性炭の貯蔵効率の改善には、容器（たとえば燃料タンク）内に高密度の活性炭を充填する技術が重要になる。ただし、この高密度化の際に活性炭の細孔構造を破壊しないという条件が付加される。
【０００４】
このような背景から、本発明者を含む発明者らによって先行発明がなされ、特許文献１に開示されている。すなわち、バインダを用いることなく原料物質を加圧形成し、その後、加圧形成物を炭化及び賦活することによって形成活性炭を製造する技術が開示されている。このような公報記載の先行発明によって製造された活性炭は、嵩密度が高く細孔容積の大きな高性能活性炭であり、メタンや水素の貯蔵効率を高めるという要求を充足する一方策を提供している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８７９０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記特許文献１で開示する先行発明では、各種原料を用いて高性能な形成活性炭を製造できるものの、中でも特に高い性能を有する形成活性炭は高純度あるいは高結晶性のセルロースを原料として得られるものであった。活性炭の性能が高いほど好ましいことは論を待たないが、高性能を追求すれば原料として高価な高純度・高結晶性セルロースを選択せざるを得なくなり、性能とコストにトレードオフの関係が存在することが問題となる。
【０００７】
本発明の目的は、高性能な形成活性炭を安価に製造できる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決のため、本発明者は原料物質についての探索を行い、必ずしも純度あるいは結晶性の高くない安価なセルロースで十分に性能の高い活性炭を製造できる条件を見出した。すなわち、本願発明の活性炭は、セルロースを主成分とする粉状または粒状の原料物質を加圧形成した後、炭化および賦活して製造された活性炭であって、原料物質は、セルロースの結晶成分が３５重量％を超え１００重量％未満である第１条件を満足するものである。あるいは本発明の活性炭は、セルロースを主成分とする粉状または粒状の原料物質を加圧形成した後、炭化および賦活して製造された活性炭であって、原料物質の平均粒径が４０μｍを超え１２０μｍ未満である第２条件を満足するものである。この第１条件または第２条件を満足するセルロースを原料に用いることによって、高純度あるいは高結晶性のセルロースを用いた場合と比較して遜色のない高性能な活性炭を製造することが可能になる。第１条件または第２条件は高純度・高結晶性セルロースが満たす条件よりも緩和されたものであり、より低価格な汎用セルロースで代替できることを意味する。つまり、低価格な原料物質を用いて低コストで高性能な活性炭を製造できる。
【０００９】
ここで「セルロースの結晶成分」とは、原料に対する結晶セルロースの占める割合（構成比）をいう。セルロースは結晶セルロースと非結晶（アモルファス）セルロースに分類することができ、原料粉末のセルロースには結晶成分と非結晶成分とが含まれる。本明細書では結晶セルロースの構成比を重量％で表し、原料の全重量（結晶セルロース、非結晶セルロースおよびその他の成分の合計重量）に対する結晶セルロースの重量を「セルロースの結晶成分」とする。「平均粒径」とは、粉状または粒状である原料物質の各粒子の粒径を平均した値をいうが、全原料物質を母集団とする統計指標としての平均を意味することは勿論である。つまり、母集団（全原料物質）から適当なサンプル（各粒子）を抽出し、このサンプルの粒径を測定して算術平均した値を「平均粒径」とする。統計的手法により求める値であるから測定ごとに値が変動する可能性があることはいうまでもない。なお、各粒子の粒径として以下の粒径（粒度：なお本明細書で粒径は粒度と同義で用いる）の定義を採用できる。たとえば、２軸平均径、３軸平均径、調和平均径、表面積平均径、立体積平均径、外接長方形相当径、正方形相当径、円形相当径、直方体相当径、円筒体相当径、立方体相当径、球形相当径、定方向径、定方等分径、ナッセンシュタイン径、ストークス径等を粒径として採用できる。
【００１０】
本発明では、結晶成分が３５重量％を超え１００重量％未満のセルロースあるいは平均粒径が４０μｍを超え１２０μｍ未満のセルロースを採用する。高価格な高純度・高結晶性セルロースは、結晶成分がほぼ１００重量％であり、４０μｍ以下の平均粒径を有するものであるから、本発明の第１条件および第２条件から除外される。また、十分な性能を発揮し得ない原料物質はその結晶成分が３５重量％以下であり、１２０μｍ以上の平均粒径を有するセルロースであるから同様に本発明の第１条件および第２条件から除外される。
【００１１】
また、本発明の活性炭は、前記発明の第１条件または第２条件に加え、原料物質に含まれる灰分が０．０５重量％以上０．３重量％以下である第３条件をさらに満たす原料物質を用いて製造できる。この第３条件をも満足するセルロースを原料に用いることによって、高純度・高結晶性セルロースを用いた場合と比較して遜色のない高性能な活性炭を製造することが可能になる。第３条件は高純度・高結晶性セルロースが満たす条件よりも緩和されたものであり、前記同様、より低価格な汎用セルロースで代替できることを意味する。
【００１２】
ここで「灰分」とは、原料物質であるセルロースを完全に焼いて灰化した操作の後に残留した無機物質または不燃性残留物をいう。一般に灰分は有機物質内に含まれる酸化物、硫酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等の不揮発性無機成分であり、有機物の品質を計る指標として利用されることがある。灰分が少ないほど有機物の品質は高いと評価される。
【００１３】
本発明では、灰分が０．０５重量％以上０．３重量％以下であるセルロースを採用する。高純度セルロースの灰分は０．０５重量％以下であり前記第１条件あるいは第２条件と第３条件とを共に満たす条件から除外される。また、十分な性能を発揮し得ない原料物質は０．３重量％以上の灰分を有するセルロースであり、前記第１条件あるいは第２条件と第３条件とを共に満たす条件から除外される。
【００１４】
前記各条件に加え、原料物質に含まれる水分が３重量％以上１０重量％以下である第４条件を満足する原料物質を採用することも可能である。さらに、原料物質の精製純度が９９％以上９９．９５％未満である第５条件を前記各条件（前記第４条件を含む）に付加することも可能である。これら第４条件あるいは第５条件も高純度・高結晶性セルロースが満たす条件に比較して緩和されたものであり、より低価格な汎用セルロースを原料物質に採用することが可能になる。一方水分が１０重量％を超える原料や精製純度が９９％に満たないセルロースを原料とする活性炭では十分な性能を発揮し得ない。なお精製純度における「％」の単位は重量％である。つまり精製純度は原料に含まれるセルロース（結晶セルロースおよび非結晶セルロース）の重量を全重量の比として表している。また、精製純度はセルロースが精製された直後のセルロース純度を指す。よってセルロースが保存され輸送される際に水等の不純物が混入し、実際の使用の際には精製純度以下のセルロース純度になっている可能性があり得る。
【００１５】
なお、前記した第１乃至第５条件の全てを満たした原料物質で活性炭を製造することが好ましいが、必ずしも全ての条件を満足する必要はない。以下実施の形態において詳述する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態である活性炭の説明に先立ち、本実施の形態の活性炭の製造に適用できる製造方法を説明する。図１は、本実施の形態の活性炭の製造に適した製造方法を示すフローチャート（ａ）および模式図（ｂ）である。
【００１７】
まず、粉末状セルロースの原料３１を用意する（ステップ２１）。ここで用意するセルロースは、後に実施例で説明するようにセルロースの結晶成分が３５重量％を超え１００重量％未満のもの、平均粒径が４０μｍを超え１２０μｍ未満のもの、含有する水分が３重量％以上１０重量％以下のもの、含有する灰分が０．０５重量％以上０．３重量％以下のもの、精製純度が９９％以上９９．９５％未満のものである。これら例示した結晶成分や平均粒径等の材料特性は高純度・高結晶性セルロースのそれより劣るものであり、高価格な高純度・高結晶性セルロースを用意する必要は無い。低価格な汎用セルロースを用意すれば足りる。用意した原料３１は、加圧形成用の治具であるステンレスセル内に充填する。充填する原料３１の重量は、たとえば１．０〜２．５ｇとする。なお、原料３１にはバインダが添加されない。このようにバインダが添加されないことによりバインダに起因する工程の複雑化、形成された活性炭のガス貯蔵効率の低下を抑制できる。
【００１８】
ステンレスセルの一例を図２に示す。図示しない定盤上にダイス４１（セル）が設置され、その上部から加圧用のパンチ４２が挿入される。ダイス４１のサイズは、たとえば孔径９ｍｍ、深さ２０ｍｍとする。ステンレスを用いているのは、後に説明する炭化焼成をダイス４１とともにできるように耐熱性および耐酸化性に優れた材料として用いているものである。ダイス４１の材質は耐熱性および耐酸化性の制約を受けず、十分な機械的強度が保てる材料であればよい。
【００１９】
充填された原料３１にパンチ４２を配置し、パンチ４２に圧力を加えて原料を加圧形成（プレス）する（ステップ２２）。プレスにより原料３１は原料形成体３２になる。プレスする圧力は、０．０３〜１ｔ／ｃｍ^２の範囲とする。プレス時の温度は常温（非加熱）で行える。これは原料３１にバインダを添加しないため、加熱する必要がないためである。これによりプレス用の装置を簡略化できる。また、製造工程も加熱工程を要さないから簡略化でき、コストの低減にも寄与する。なお、ダイス４１の底部にパンチを配置して上下パンチを用いて加圧形成しても良いことはいうまでもない。
【００２０】
次に、パンチ４２をダイス４１から抜き去り、ダイス４１とともに原料形成体３２に熱処理を施す（ステップ２３）。熱処理は、炭化のための第１熱処理と賦活のための第２熱処理に区分けすることができる。ただし、第２熱処理で厳密に賦活のみが行われているとは限らず、第１熱処理で炭化されなかった部分が残存し、この未炭化部分の炭化が第２熱処理で進行している可能性を否定するものではない。
【００２１】
第１熱処理は、たとえば窒素雰囲気中、温度８００℃、６時間の条件で行う。このような熱処理により原料の炭化が進行し、原料が炭に変性する。この状態で活性炭としての機能を発揮する場合には第２熱処理の工程は本発明の必須要件ではない。なお、雰囲気は不活性状態であることが必要であり、不活性状態を維持できる限り雰囲気ガスは窒素には限られない。たとえばアルゴン、ヘリウム等の希ガスでもよい。また温度条件および反応時間もあくまで例示であり、その他の温度および時間を組み合わせて原料を炭化するに適した条件を選択できる。
【００２２】
第２熱処理は、たとえば二酸化炭素雰囲気中、温度９００℃、６時間の条件で行う。このような熱処理により炭化形成体を賦活し、活性炭としての機能を高めることができる。なお、雰囲気は酸化性であることが必要であり、酸化状態を維持できる限り雰囲気ガスは二酸化炭素には限られない。また温度条件および反応時間もあくまで例示であり、その他の温度および時間を組み合わせて原料を炭化するに適した条件を選択できる。
【００２３】
このような熱処理により、原料形成体３２は炭化および賦活されて形成活性炭３３が形成できる（ステップ２４）。この形成活性炭３３は原料形成体３２の形状をほぼ維持して形成され、原料形成体３２の体積よりも収縮して形成される。これにより、ダイス４１から自然に落下させて形成活性炭３３を取り出せる。すなわち、原料３１として、その炭化過程で収縮する材料を用いることができ、収縮により容易にダイス４１から取り出すことが可能となる。また、原料３１にバインダを用いないため原料形成体３２が脆く取り扱いに不便なことが予想される。しかし本製造方法ではダイス４１とともに原料形成体３２を焼成の完了まで取り扱うことが可能であり、工程中の取り扱いの利便性が高まるという効果がある。
【００２４】
また、形成活性炭３３は原料形成体３２の形状をほぼ維持して形成されるため、形成活性炭３３の形状は、原料形成体３２の形状をあらかじめ体積収縮を考慮して調製することにより制御できる。
【００２５】
なお、前記第１および第２熱処理は連続的に行うことができる。すなわち、同一反応炉を用いて第１熱処理に引き続き温度と処理ガスとを変更して第２熱処理を続行できる。これにより工程を簡略化し量産に好適な製造工程とすることができる。ただし、第１および第２熱処理は連続的に行う必要はない。第１熱処理の後炭化形成体をストックしておき、その後第２熱処理を施してもかまわない。
【００２６】
以上説明したような製造方法により本実施の形態の活性炭が製造できる。
【００２７】
【実施例１】
上記製造方法を適用して製造した形成活性炭の特性を以下に説明する。ここでは、本発明の一実施の形態として、低価格な汎用セルロースを用いるものの本発明の第１〜第５の条件を満たすがゆえに十分な活性炭性能を得ることができる実験例１および２を例示する。本発明の前記各条件を満足しない場合の例として比較例１および２を例示する。さらに、高純度・高結晶性セルロースの例として比較例３を示す。各実験例および比較例で用いたセルロース（原料３１）の特性を下記表１に纏めて示す。
【００２８】
【表１】

実験例１で用いたセルロースは、結晶成分が４０〜５０重量％（なお、表中において重量％を単に％と表記する。また、以下の説明において重量％を単に％と表記することとする）、平均粒径１００μｍ、灰分０．３％、水分３〜７％の材料特性を有する。精製純度は未測定である。実験例２で用いたセルロースは、平均粒径５０μｍ、灰分０．０５％、水分５％、精製純度９９．５％の材料特性を有する。これら実験例１および２で用いたセルロースは前記した第１乃至第５の条件を満たすものである。一方、比較例１で用いたセルロースは、結晶成分が３５％、平均粒径１２０μｍ、灰分０．３％、精製純度９９．５％であり水分は未測定である。比較例１の原料は結晶成分および平均粒径の点において前記条件を満足しない。また、比較例２で用いたセルロースは、結晶成分が２０％未満、平均粒径２００〜３００μｍ、灰分０．５％であり水分および精製純度は未測定である。比較例２の原料は結晶成分、平均粒径および灰分の点において前記条件を満足しない。比較例３で用いたセルロースは高性能な活性炭が製造できることが明らかな高純度・高結晶性セルロースである。結晶成分１００％、平均粒径４０μｍ、灰分０．０５％以下、水分２〜３％、精製純度１００％の材料特性を有する。なお、比較例３の原料セルロースにおいて精製純度１００％と表示されているが、有効桁を３桁として表示した場合に１００％となるという意味である。灰分が０．０５％程度含まれる可能性があるので、少なくとも９９．９５％程度まで精製純度が低下する場合もあり得る。また、結晶成分においても１００％と表記しているが、厳密に全く非結晶成分が存在しないというわけではなく、有効桁３桁程度の範囲において１００％という意味であることは言うまでもない。
【００２９】
表１に示した特性を持つ原料セルロースを用いて、前記した方法により形成した活性炭の特性を表２に示す。表２では各実験例に付き賦活温度を８００℃あるいは９００℃とした場合の特性値を示す。なお、「＊＊＊」で示した項は賦活後に形成されるべき物質（活性炭）が燃焼消失したため特性が測定されなかったことを示す。また原料粉のプレス圧力は９８ＭＰａ、炭化処理時の雰囲気ガスを窒素、その流量を０．５リットル／分、昇温速度を１０℃／分、炭化温度を８００℃、炭化処理時間を６時間とした。賦活処理時の雰囲気ガスを炭酸ガス、その流量を０．５リットル／分、昇温速度を１０℃／分、賦活温度を８００℃または９００℃、炭化処理時間を６時間とした。
【００３０】
【表２】

表２の結果より、以下の考察が行える。
【００３１】
第１に賦活温度依存性について考察する。実験例１の賦活温度８００℃と９００℃の結果から明らかに、賦活温度が高くなるほど活性炭の消失の可能性が高くなる。実験例１のセルロースでは８００℃と９００℃の間に消失現象が生じる最低温度が存在する。一方実験例２のセルロースでは、９００℃においても消失はしないもの、賦活温度の上昇に従って嵩密度の低下傾向が見られ、９００℃において消失が開始しつつあることを推察させる。従って実験例２のセルロースでは９００℃を超えたさほど高くない賦活温度で消失現象が発生するものと推定できる。
【００３２】
ところで、実験例２では賦活温度の上昇に従って比表面積、細孔容量、ミクロ孔容量がいずれも８００℃の場合に比較して倍程度の値となり、一見活性炭の性能が向上しているように見える。しかし、平均細孔径が大きくなり、嵩密度が３０％程度低下しているので、９００℃における形成活性炭は８００℃におけるそれよりむしろポーラスになっており、その影響で比表面積等が増加したものと推定できる。嵩密度の低下は高密度のガス貯蔵の観点からは好ましくなく、高性能活性炭を得る最適な賦活処理温度は９００℃以下にあると推定できる。
【００３３】
比較例１および２についての賦活温度依存性について考察を進める。表２が示すように、８００℃および９００℃のいずれの賦活温度においても比較例１および２のセルロースでは消失現象が発生している。すなわち、比較例１、２の原料セルロースは８００℃や９００℃の賦活処理に耐えられない程度の熱的不安定性があることを意味する。前段での考察から賦活温度が活性炭の細孔径や嵩密度を制御しうるパラメータの一つであることが推認されるが、比較例１、２のセルロースが意図する細孔径および嵩密度で生成されるように低い賦活温度を選ぶというパラメータ選択は行うべきでない。賦活処理には、活性炭としての吸着機能を実現するための炭素表面の活性化という重要な機能があり、低温処理ではこのような炭素表面活性化の機能が発現されなくなる恐れがあるためである。よって賦活処理は８００℃程度あるいはそれ以上の温度で行うべきであり、これを前提とするならば、比較例１，２の原料セルロースは高性能活性炭の形成には不適切であるとの結論を導くことができる。
【００３４】
比較例３の原料セルロースは高純度・高結晶性セルロースであり、当然のことながら高い嵩密度と大きな比表面積、細孔容量が実現されている。また、平均細孔径は０．７５ｎｍと適切な値が実現される。しかもこのような特性は賦活温度が９００℃で実現されるものであり、高純度・高結晶性セルロースが形成活性炭の原料物質として優れている（高価格であることを除き）ことを示している。
【００３５】
次に、実験例１および２の原料セルロースによって形成された活性炭の特性について比較例３との比較において考察を進める。なお、実験例２においては前記考察で述べた通り、賦活温度９００℃の活性炭では既に消失現象が発生しつつあると考えられる。よって以下の比較では賦活温度８００℃における特性で比較することとする。比表面積、総細孔容量およびミクロ孔容量に着目すれば、実験例１および２では比較例３と比較して１０％〜２３％程度の低下が認められる。しかし、嵩密度の低下は実験例１においては１０％に止まり、実験例２においてはむしろ向上している。実験例２での平均細孔径が若干大きくなっているため、単純な比較はするべきではないが、嵩密度の増加は特筆に価する。つまり、実験例２では十分に高性能な形成活性炭が製造できており、実験例１においても比較例１と比較したその性能の低下はせいぜい２０％に止まる。これは実験例１および２の原料セルロースが安価に入手できるメリットと併せれば十分に満足の出来る結果を与えている。
【００３６】
上記のとおり、実験例１および２で用いた原料セルロースを利用すれば高性能あるいは比較的高性能な形成活性炭を安価に製造できることが判明した。ところで、実験例１と実験例２の活性炭特性を比較すれば、嵩密度の点において、あるいは賦活処理時の熱的安定性について実験例２の原料セルロースが優れていると納得できよう。このような好ましい特性を与える要因について考察を進める。
【００３７】
前記考察より明らかに、好ましい性能を得ている原料セルロースの順に実験例および比較例を並べると、比較例３、実験例２、実験例１、比較例１、比較例２（比較例１と比較例２とでは差が見えていないので同等と考える）の順になる。表１を参照すれば、結晶成分が高いほどあるいは平均粒径が小さいほど活性炭特性が良好であり、灰分が少ないほど活性炭特性が良好になる傾向が読み取れる。水分も少ないほど好ましく、精製純度は高いほど好ましい。定性的には、セルロースの結晶性および純度が高くその粒径が小さいほど良質の活性炭を製造できるといえる。
【００３８】
ではこれら原料セルロースの特性の妥当な範囲はどのような範囲であろうか。この問いには表２の実験結果を表１の特性と突き合わせることによって答えることが出来る。すなわち、比較例１では活性炭が消失し実験例１では良質な活性炭が生成されていることから、結晶性は３５％を超えること、あるいは平均粒径は１２０μｍ未満であることが要求される。同様に水分は好ましくは７％以下概略１０％以下であることが要求される。灰分については若干の考慮が必要である。実験例１では良質な活性炭が製造できるものの同様な灰分の数値を持つ比較例１では活性炭は消失してしまう。このことから灰分は０．３％が良否の境界になると判断できる。実験例１では可であるのに比較例１で否である理由は明白でないが結晶成分あるいは平均粒径の相互作用が影響しているものと推察できる。よって、灰分は０．３％以下であることが要求されると判断できる。精製純度についても同様に９９．５％を境に良否が分かれる。ただし、この境界は実験例１より性能の好ましい実験例２と比較例１との比較であるから境界に幅を持たせて考えるべきである。よって、精製純度は概略９９％以上が要求されていると判断すべきである。
【００３９】
以上の通り、生成される活性炭の特性から要請される原料セルロースの特性の範囲が特定された。一方、表２に示すとおり、高純度・高結晶性セルロースを使用せずとも十分な活性炭特性が得られるので、原料コストを勘案した場合の総合的な原料セルロースの特性範囲には高純度セルロースの特性を含める必要が無い。よって、原料セルロースに要求されるその特性の妥当な範囲は、以下の通りである。すなわち、結晶成分については、３５％を超え１００％未満（第１条件）、平均粒径に関しては、４０μｍを超え１２０μｍ未満（第２条件）、灰分に関しては、０．０５％以上０．３％以下（第３条件）、水分に関しては、３％以上１０％以下（第４条件）、精製純度に関しては、９９％以上９９．９５％未満（第５条件）、となる。
【００４０】
以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本願発明によれば、高性能な形成活性炭を、安価な原料セルロースを用いて低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である活性炭に適用し得る製造方法を示す図であり、（ａ）はフローチャート、（ｂ）は模式図である。
【図２】本実施の形態の活性炭に適用し得る製造方法に用いる加圧用治具の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３１…原料、３２…原料形成体、３３…形成活性炭、４１…ダイス、４２…パンチ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to activated carbon, and more particularly to a technique capable of producing high-performance activated carbon having high gas occlusion efficiency at low cost.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for the purpose of purifying exhaust gas of automobiles, a technology that uses hydrocarbons, particularly gas containing methane (CH ₄ ) as a main component, for example, city gas as a fuel, instead of gasoline, has attracted attention. I have. Improving methane storage efficiency in such technology development is an important development factor in applying methane fuel to vehicles. In addition, hydrogen has attracted attention as a clean fuel that does not hinder global warming, and hydrogen storage technology is also an important development factor.
[0003]
For the storage of hydrogen, the existence of a hydrogen storage alloy is conventionally known. For storage of hydrogen or methane, use of activated carbon which has been known for a long time has been considered as a storage medium. In order to improve the storage efficiency of activated carbon, a technique of filling a container (for example, a fuel tank) with high-density activated carbon becomes important. However, a condition is added that the pore structure of the activated carbon is not destroyed during the densification.
[0004]
Against this background, the inventors of the present invention, including the present inventors, have made a prior invention and disclosed in Patent Document 1. That is, a technique is disclosed in which a raw material is formed under pressure without using a binder, and thereafter, the formed carbon is activated by carbonizing and activating the formed material. The activated carbon produced by the prior invention described in such a publication is a high-performance activated carbon having a high bulk density and a large pore volume, and provides one measure to satisfy the demand for increasing the storage efficiency of methane and hydrogen. .
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-287905
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior invention disclosed in Patent Document 1, although high-performance formed activated carbon can be produced using various raw materials, formed activated carbon having particularly high performance can be obtained from high-purity or highly crystalline cellulose as a raw material. Was something. It goes without saying that the higher the performance of activated carbon, the better it is, but if high performance is pursued, expensive high-purity, high-crystalline cellulose must be selected as a raw material, and there is a trade-off between performance and cost. Is a problem.
[0007]
An object of the present invention is to provide a technique capable of inexpensively producing a high-performance formed activated carbon.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor conducted a search for a raw material, and found conditions under which inexpensive cellulose, which is not necessarily high in purity or crystallinity, could produce activated carbon with sufficiently high performance. That is, the activated carbon of the present invention is activated carbon produced by pressurizing and forming a powdery or granular raw material containing cellulose as a main component, and then carbonizing and activating the raw material. This satisfies the first condition of more than 35% by weight and less than 100% by weight. Alternatively, the activated carbon of the present invention is activated carbon produced by pressurizing and forming a powdery or granular raw material containing cellulose as a main component, and then carbonizing and activating the raw material, wherein the average particle size of the raw material exceeds 40 μm. This satisfies the second condition of less than 120 μm. By using a cellulose that satisfies the first condition or the second condition as a raw material, it becomes possible to produce a high-performance activated carbon that is comparable to the case where high-purity or high-crystalline cellulose is used. . The first condition or the second condition is more relaxed than the condition that the high-purity and high-crystalline cellulose satisfies, and means that it can be replaced with a less expensive general-purpose cellulose. In other words, low-cost, high-performance activated carbon can be produced using low-cost raw materials.
[0009]
Here, the “crystalline component of cellulose” refers to the ratio (constituent ratio) of crystalline cellulose to the raw material. Cellulose can be classified into crystalline cellulose and non-crystalline (amorphous) cellulose, and the cellulose of the raw material powder contains a crystalline component and a non-crystalline component. In the present specification, the composition ratio of crystalline cellulose is represented by% by weight, and the weight of crystalline cellulose with respect to the total weight of the raw materials (total weight of crystalline cellulose, amorphous cellulose and other components) is referred to as “crystalline component of cellulose”. "Average particle size" refers to a value obtained by averaging the particle size of each particle of a powdery or granular raw material, but of course means the average as a statistical index with all the raw materials as a population. is there. In other words, an appropriate sample (each particle) is extracted from the population (all raw materials), the particle size of this sample is measured and the arithmetic average is taken as the “average particle size”. It is needless to say that the value may fluctuate every measurement because the value is obtained by a statistical method. The following definition of particle size (particle size: particle size is used synonymously with particle size in the present specification) can be adopted as the particle size of each particle. For example, biaxial average diameter, triaxial average diameter, harmonic average diameter, surface area average diameter, cubic volume average diameter, circumscribed rectangle equivalent diameter, square equivalent diameter, circular equivalent diameter, rectangular solid equivalent diameter, cylinder equivalent diameter, cube equivalent diameter , A spherical equivalent diameter, a constant direction diameter, a constant equal diameter, a Nassenstein diameter, a Stokes diameter and the like can be adopted as the particle diameter.
[0010]
In the present invention, cellulose having a crystal component of more than 35% by weight and less than 100% by weight or cellulose having an average particle diameter of more than 40 μm and less than 120 μm is employed. High-priced, high-purity, highly crystalline cellulose is excluded from the first and second conditions of the present invention because the crystalline component is almost 100% by weight and has an average particle size of 40 μm or less. In addition, the raw material that cannot exhibit sufficient performance is a cellulose having a crystal component of 35% by weight or less and an average particle size of 120 μm or more, and thus is similarly excluded from the first and second conditions of the present invention. Is done.
[0011]
In addition, the activated carbon of the present invention is a raw material which further satisfies the first condition or the second condition of the above invention, and further satisfies a third condition in which an ash content of the raw material is 0.05 wt% to 0.3 wt%. It can be manufactured using By using a cellulose that also satisfies the third condition as a raw material, it becomes possible to produce a high-performance activated carbon that is comparable to the case where high-purity and high-crystalline cellulose is used. The third condition is more relaxed than the condition that the high-purity and high-crystalline cellulose satisfies, and means that it can be replaced with a lower-cost general-purpose cellulose as described above.
[0012]
Here, the “ash content” refers to an inorganic substance or a non-combustible residue remaining after the operation of completely baking and asking cellulose as a raw material. Generally, ash is a non-volatile inorganic component such as an oxide, a sulfate, a phosphate and a silicate contained in an organic substance, and is sometimes used as an index for measuring the quality of an organic substance. The lower the ash content, the higher the quality of the organic matter is evaluated.
[0013]
In the present invention, cellulose having an ash content of 0.05% by weight or more and 0.3% by weight or less is employed. The ash content of the high-purity cellulose is 0.05% by weight or less and is excluded from the conditions satisfying both the first condition or the second condition and the third condition. In addition, a raw material that cannot exhibit sufficient performance is cellulose having an ash content of 0.3% by weight or more, and is excluded from the conditions that satisfy the first condition, the second condition, and the third condition.
[0014]
In addition to the above conditions, it is also possible to adopt a raw material that satisfies the fourth condition in which the water content of the raw material is 3% by weight or more and 10% by weight or less. Further, a fifth condition in which the purity of the raw material is 99% or more and less than 99.95% can be added to each of the above conditions (including the fourth condition). These fourth and fifth conditions are also relaxed as compared with the conditions that are satisfied by the high-purity and high-crystalline cellulose, so that it is possible to use less expensive general-purpose cellulose as a raw material. On the other hand, activated carbon made from a raw material having a water content of more than 10% by weight or a cellulose having a purification purity of less than 99% cannot exhibit sufficient performance. The unit of “%” in the purification purity is% by weight. In other words, the purification purity represents the weight of cellulose (crystalline cellulose and amorphous cellulose) contained in the raw material as a ratio of the total weight. Further, the purification purity indicates the cellulose purity immediately after the purification of the cellulose. Therefore, impurities such as water may be mixed in when the cellulose is stored and transported, and the cellulose purity may be lower than the purification purity in actual use.
[0015]
In addition, although it is preferable to manufacture activated carbon using a raw material that satisfies all of the above first to fifth conditions, it is not necessary to satisfy all of the conditions. The embodiment will be described below in detail.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Prior to the description of activated carbon according to one embodiment of the present invention, a production method applicable to the production of activated carbon according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a flowchart (a) and a schematic diagram (b) showing a production method suitable for producing activated carbon of the present embodiment.
[0017]
First, a raw material 31 of powdered cellulose is prepared (step 21). The cellulose prepared here has a crystalline component of cellulose of more than 35% by weight and less than 100% by weight, an average particle size of more than 40 μm and less than 120 μm, and a water content of 3% by weight, as will be described later in Examples. % To 10% by weight, an ash content of 0.05% to 0.3% by weight, and a purification purity of 99% to less than 99.95%. The material properties such as the exemplified crystal components and average particle diameter are inferior to those of the high-purity and high-crystalline cellulose, and it is not necessary to prepare a high-priced high-purity and high-crystalline cellulose. It is sufficient to prepare low-cost general-purpose cellulose. The prepared raw material 31 is filled in a stainless steel cell which is a jig for pressure forming. The weight of the raw material 31 to be filled is, for example, 1.0 to 2.5 g. Note that no binder is added to the raw material 31. By not adding the binder in this way, it is possible to suppress the complexity of the process due to the binder and the decrease in the gas storage efficiency of the formed activated carbon.
[0018]
FIG. 2 shows an example of a stainless steel cell. A die 41 (cell) is set on a surface plate (not shown), and a pressing punch 42 is inserted from above. The size of the die 41 is, for example, 9 mm in hole diameter and 20 mm in depth. The reason why stainless steel is used is that it is used as a material having excellent heat resistance and oxidation resistance so that carbonization firing described later can be performed together with the die 41. The material of the die 41 is not limited by heat resistance and oxidation resistance, and may be any material that can maintain sufficient mechanical strength.
[0019]
A punch 42 is arranged on the filled raw material 31, and a pressure is applied to the punch 42 to form (press) the raw material under pressure (step 22). The raw material 31 becomes a raw material forming body 32 by pressing. The pressing pressure is in the range of 0.03 to 1 t / cm ² . Pressing can be performed at normal temperature (non-heating). This is because no heating is necessary because no binder is added to the raw material 31. Thereby, the press device can be simplified. In addition, since the manufacturing process does not require a heating process, it can be simplified and contributes to cost reduction. It goes without saying that a punch may be arranged at the bottom of the die 41 and formed by pressing using upper and lower punches.
[0020]
Next, the punch 42 is removed from the die 41, and the raw material forming body 32 is subjected to a heat treatment together with the die 41 (step 23). The heat treatment can be divided into a first heat treatment for carbonization and a second heat treatment for activation. However, it is not always the case that only the activation is strictly performed in the second heat treatment, and a portion that has not been carbonized in the first heat treatment remains, and the carbonization of this uncarbonized portion may be progressing in the second heat treatment. It does not deny.
[0021]
The first heat treatment is performed, for example, in a nitrogen atmosphere at a temperature of 800 ° C. for 6 hours. The carbonization of the raw material proceeds by such heat treatment, and the raw material is transformed into charcoal. When the function as activated carbon is exhibited in this state, the step of the second heat treatment is not an essential requirement of the present invention. The atmosphere needs to be in an inert state, and the atmosphere gas is not limited to nitrogen as long as the inert state can be maintained. For example, a rare gas such as argon or helium may be used. The temperature conditions and the reaction time are merely examples, and other conditions suitable for carbonizing the raw material can be selected by combining the temperature and the time.
[0022]
The second heat treatment is performed, for example, in a carbon dioxide atmosphere at a temperature of 900 ° C. for 6 hours. Such heat treatment activates the carbonized body and enhances the function as activated carbon. The atmosphere needs to be oxidizing, and the atmosphere gas is not limited to carbon dioxide as long as the oxidized state can be maintained. The temperature conditions and the reaction time are merely examples, and other conditions suitable for carbonizing the raw material can be selected by combining the temperature and the time.
[0023]
By such heat treatment, the raw material forming body 32 is carbonized and activated to form the formed activated carbon 33 (step 24). The activated carbon 33 is formed while substantially maintaining the shape of the raw material forming body 32, and is formed to be smaller than the volume of the raw material forming body 32. Thereby, the activated carbon 33 can be taken out by dropping naturally from the die 41. That is, a material that shrinks during the carbonization process can be used as the raw material 31, and can be easily taken out of the die 41 by shrinkage. Further, since no binder is used for the raw material 31, the raw material forming body 32 is expected to be brittle and inconvenient to handle. However, in this manufacturing method, the raw material forming body 32 can be handled together with the die 41 until the firing is completed, and there is an effect that the convenience of handling during the process is improved.
[0024]
Further, since the formed activated carbon 33 is formed while substantially maintaining the shape of the raw material forming body 32, the shape of the formed activated carbon 33 can be controlled by preparing the shape of the raw material forming body 32 in advance in consideration of volume shrinkage.
[0025]
The first and second heat treatments can be performed continuously. That is, the second heat treatment can be continued by changing the temperature and the processing gas after the first heat treatment using the same reaction furnace. This simplifies the process and makes it a manufacturing process suitable for mass production. However, the first and second heat treatments need not be performed continuously. After the first heat treatment, the carbonized body may be stocked, and then the second heat treatment may be performed.
[0026]
The activated carbon of the present embodiment can be manufactured by the manufacturing method described above.
[0027]
Embodiment 1
The characteristics of the formed activated carbon manufactured by applying the above manufacturing method will be described below. Here, as an embodiment of the present invention, Experimental Examples 1 and 2 in which a low-cost general-purpose cellulose is used but sufficient activated carbon performance can be obtained because the first to fifth conditions of the present invention are satisfied are exemplified. I do. Comparative examples 1 and 2 are illustrated as examples in which the above-mentioned conditions of the present invention are not satisfied. Comparative Example 3 is shown as an example of high-purity and high-crystalline cellulose. The properties of cellulose (raw material 31) used in each experimental example and comparative example are summarized in Table 1 below.
[0028]
[Table 1]

The cellulose used in Experimental Example 1 has a crystalline component of 40 to 50% by weight (in the table, weight% is simply expressed as%. In the following description, weight% is simply expressed as%) , Having an average particle size of 100 μm, an ash content of 0.3%, and a water content of 3 to 7%. Purification purity has not been determined. The cellulose used in Experimental Example 2 has material properties of an average particle size of 50 μm, an ash content of 0.05%, a water content of 5%, and a purified purity of 99.5%. The cellulose used in these Experimental Examples 1 and 2 satisfies the above-described first to fifth conditions. On the other hand, the cellulose used in Comparative Example 1 had a crystal component of 35%, an average particle size of 120 μm, an ash content of 0.3%, a purification purity of 99.5%, and the water content was not measured. The raw material of Comparative Example 1 does not satisfy the above conditions in terms of the crystal component and the average particle size. Further, the cellulose used in Comparative Example 2 had a crystal component of less than 20%, an average particle size of 200 to 300 μm, and an ash content of 0.5%, and the water content and purification purity were not measured. The raw material of Comparative Example 2 does not satisfy the above conditions in terms of the crystal component, the average particle size, and the ash content. The cellulose used in Comparative Example 3 is a high-purity and high-crystalline cellulose that is clearly capable of producing a high-performance activated carbon. It has material properties of 100% crystal component, average particle size of 40 μm, ash content of 0.05% or less, moisture of 2 to 3%, and purity of 100%. In addition, although the purity of the raw material cellulose of Comparative Example 3 is shown as 100%, it means that when the significant digit is displayed as three digits, it becomes 100%. Since the ash content may be about 0.05%, the purification purity may be reduced to at least about 99.95%. In addition, although the crystal component is also described as 100%, it does not mean that the non-crystal component does not exist strictly at all, and it is needless to say that it means 100% in a range of about three significant figures.
[0029]
Table 2 shows the characteristics of the activated carbon formed by the above-described method using the starting cellulose having the characteristics shown in Table 1. Table 2 shows the characteristic values when the activation temperature was set to 800 ° C. or 900 ° C. for each experimental example. Note that the item indicated by “***” indicates that the characteristics were not measured because the substance (activated carbon) to be formed after the activation was burned out. The pressing pressure of the raw material powder was 98 MPa, the atmosphere gas during carbonization was nitrogen, the flow rate was 0.5 liter / minute, the temperature raising rate was 10 ° C./minute, the carbonization temperature was 800 ° C., and the carbonization time was 6 hours. did. Atmosphere gas at the time of activation treatment was carbon dioxide gas, the flow rate was 0.5 liter / min, the heating rate was 10 ° C./min, the activation temperature was 800 ° C. or 900 ° C., and the carbonization time was 6 hours.
[0030]
[Table 2]

From the results in Table 2, the following considerations can be made.
[0031]
First, the activation temperature dependency will be considered. Obviously from the results of the activation temperatures of 800 ° C. and 900 ° C. in Experimental Example 1, the higher the activation temperature, the higher the possibility of the disappearance of the activated carbon. In the cellulose of Experimental Example 1, there is a minimum temperature at which the disappearance phenomenon occurs between 800 ° C and 900 ° C. On the other hand, the cellulose of Experimental Example 2 does not disappear even at 900 ° C., but the bulk density tends to decrease as the activation temperature rises, suggesting that the disappearance starts at 900 ° C. Therefore, it can be estimated that the disappearance phenomenon occurs at the activation temperature which is not so high as exceeding 900 ° C. in the cellulose of Experimental Example 2.
[0032]
By the way, in Experimental Example 2, the specific surface area, the pore volume, and the micropore volume all become about twice the value in the case of 800 ° C. as the activation temperature rises, and it seems that the performance of activated carbon seems to be improved at first glance. . However, since the average pore diameter is increased and the bulk density is reduced by about 30%, the activated carbon formed at 900 ° C. is more porous than that at 800 ° C., and the specific surface area and the like are increased by the influence. Can be estimated. The decrease in bulk density is not preferable from the viewpoint of high-density gas storage, and it can be estimated that the optimum activation treatment temperature for obtaining high-performance activated carbon is 900 ° C. or less.
[0033]
The activation temperature dependence of Comparative Examples 1 and 2 will be discussed. As shown in Table 2, the disappearance phenomenon occurs in the celluloses of Comparative Examples 1 and 2 at both the activation temperatures of 800 ° C. and 900 ° C. That is, it means that the raw material cellulose of Comparative Examples 1 and 2 has thermal instability to the extent that it cannot withstand the activation treatment at 800 ° C. or 900 ° C. From the considerations in the preceding paragraph, it is inferred that the activation temperature is one of the parameters that can control the pore size and bulk density of the activated carbon. However, the celluloses of Comparative Examples 1 and 2 are formed with the intended pore size and bulk density. A parameter selection of choosing a low activation temperature should not be made. This is because the activation treatment has an important function of activating the carbon surface for realizing the adsorption function as activated carbon, and such a function of activating the carbon surface may not be exhibited by the low-temperature treatment. Therefore, the activation treatment should be performed at a temperature of about 800 ° C. or higher. If this is assumed, it is concluded that the raw cellulose of Comparative Examples 1 and 2 is not suitable for forming high-performance activated carbon. Can lead.
[0034]
The raw material cellulose of Comparative Example 3 is a high-purity and high-crystalline cellulose, and naturally realizes a high bulk density, a large specific surface area, and a fine pore volume. The average pore diameter is 0.75 nm, which is an appropriate value. Moreover, such characteristics are realized at an activation temperature of 900 ° C., which indicates that high-purity and high-crystalline cellulose is excellent as a raw material of the activated carbon formed (except that it is expensive). .
[0035]
Next, the characteristics of the activated carbon formed from the raw cellulose of Experimental Examples 1 and 2 will be discussed in comparison with Comparative Example 3. In Experimental Example 2, as described above, it is considered that the disappearance phenomenon is already occurring in the activated carbon at the activation temperature of 900 ° C. Therefore, in the following comparison, the characteristics are compared at the activation temperature of 800 ° C. Focusing on the specific surface area, the total pore volume, and the micropore volume, a decrease of about 10% to 23% is observed in Experimental Examples 1 and 2 as compared with Comparative Example 3. However, the decrease in bulk density was only 10% in Experimental Example 1, and was rather improved in Experimental Example 2. Since the average pore diameter in Experimental Example 2 is slightly larger, a simple comparison should not be made, but the increase in bulk density is particularly noteworthy. That is, in the experimental example 2, a sufficiently high-performance activated carbon was produced, and in the experimental example 1, the performance was lower than that of the comparative example 1 by at most 20%. This gives a sufficiently satisfactory result in combination with the merit that the raw material celluloses of Experimental Examples 1 and 2 can be obtained at low cost.
[0036]
As described above, it has been found that high-performance or relatively high-performance activated carbon can be produced at low cost by using the raw material cellulose used in Experimental Examples 1 and 2. By the way, comparing the activated carbon characteristics of Experimental Examples 1 and 2, it can be understood that the raw cellulose of Experimental Example 2 is superior in terms of bulk density or thermal stability during activation treatment. The factors that give such favorable characteristics will be discussed.
[0037]
Obviously from the above considerations, when the experimental examples and comparative examples are arranged in the order of the raw material cellulose having the preferable performance, comparative examples 3, experimental examples 2, experimental examples 1, comparative examples 1, comparative examples 2 (compared with comparative example 1) Since the difference is not seen in Example 2, it is considered to be equivalent). Referring to Table 1, it can be seen that the higher the crystal component or the smaller the average particle size, the better the activated carbon characteristics, and the lower the ash content, the better the activated carbon characteristics. The smaller the water content, the better, and the higher the purification purity, the better. Qualitatively, it can be said that the higher the crystallinity and purity of cellulose and the smaller the particle size, the better the quality of activated carbon can be produced.
[0038]
Then, what is the appropriate range of the characteristics of these raw celluloses? This question can be answered by comparing the experimental results in Table 2 with the characteristics in Table 1. That is, since the activated carbon disappears in Comparative Example 1 and high-quality activated carbon is produced in Experimental Example 1, it is required that the crystallinity exceeds 35% or the average particle diameter is less than 120 μm. Similarly, the water content is preferably required to be 7% or less and about 10% or less. Some consideration is needed for ash. In Experimental Example 1, high-quality activated carbon can be produced, but in Comparative Example 1 having a similar ash value, the activated carbon disappears. From this, it can be determined that 0.3% of the ash content is the boundary between good and bad. Although it is not clear why the experimental example 1 is acceptable but the comparative example 1 is not, it can be inferred that the interaction of the crystal component or the average particle size has an influence. Therefore, it can be determined that the ash content is required to be 0.3% or less. Regarding the purification purity, similarly, the quality is divided at 99.5%. However, since this boundary is a comparison between Experimental Example 2 and Comparative Example 1 having better performance than Experimental Example 1, the boundary should be considered with a certain width. Therefore, it should be determined that a purity of about 99% or more is required.
[0039]
As described above, the range of the required properties of the raw material cellulose was specified from the properties of the activated carbon to be produced. On the other hand, as shown in Table 2, since sufficient activated carbon properties can be obtained without using high-purity and high-crystalline cellulose, the overall range of properties of the raw cellulose in consideration of the raw material costs includes high-purity cellulose. There is no need to include properties. Therefore, the appropriate range of the characteristics required for the raw material cellulose is as follows. That is, the crystal component is more than 35% and less than 100% (first condition), the average particle size is more than 40 μm and less than 120 μm (second condition), and the ash content is 0.05% or more and 0.3%. Below (third condition), the water content is 3% or more and 10% or less (fourth condition), and the purification purity is 99% or more and less than 99.95% (fifth condition).
[0040]
As described above, the present invention has been specifically described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof.
[0041]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, high-performance activated carbon can be manufactured at low cost using cheap raw material cellulose.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a production method applicable to activated carbon according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a flowchart and (b) is a schematic view.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a pressing jig used in a manufacturing method applicable to the activated carbon of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
31: raw material, 32: raw material forming body, 33: formed activated carbon, 41: die, 42: punch.

Claims

Activated carbon produced by pressurizing and forming a powdery or granular raw material containing cellulose as a main component, followed by carbonization and activation,
The activated carbon, wherein the raw material satisfies the first condition that the crystalline component of the cellulose is more than 35% by weight and less than 100% by weight.

Activated carbon produced by pressurizing and forming a powdery or granular raw material containing cellulose as a main component, followed by carbonization and activation,
The activated carbon, wherein the raw material satisfies the second condition that the average particle size is more than 40 μm and less than 120 μm.

2. The activated carbon according to claim 1, wherein the raw material further satisfies the second condition that the average particle diameter is more than 40 μm and less than 120 μm.

The activated carbon according to any one of claims 1 to 3, wherein the raw material further satisfies a third condition that an ash content contained in the raw material is 0.05 wt% or more and 0.3 wt% or less.

The activated carbon according to any one of claims 1 to 4, wherein the raw material further satisfies a fourth condition in which water content of the raw material is 3 wt% or more and 10 wt% or less.

The activated carbon according to any one of claims 1 to 5, wherein the raw material further satisfies a fifth condition that the purification purity is 99% or more and less than 99.95%.

The activated carbon according to any one of claims 1 to 6, wherein the activated carbon is manufactured without using a binder.