JP2006511268A - 消臭用カーボンナノボール - Google Patents

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Abstract

本発明は、球形の中空コア部が形成された多孔性カーボンシェル部からなる消臭用カーボンナノボールに関するものである。前記カーボンシェル部には、遷移金属、遷移金属酸化物及びアルカリ金属塩からなる群より選択された何れか一つ以上の消臭物質が添着されている。
本発明の消臭用カーボンナノボールは、多様な種類の悪臭発生物質を吸着するだけでなく消臭能力が優れている。このため本発明のカーボンナノボールは、悪臭が発生する各種の生活用品や日常生活空間、産業現場及びその他のいろいろな悪臭発生の環境で消臭剤として使用すると、悪臭物質を捕集し分解するために卓越した脱臭、消臭の効果を奏することができる。

Description

本発明は消臭用カーボンナノボールに関するものであって、詳しくは球形の中空コア部が形成された多孔性カーボンシェル部からなるカーボンナノボールに消臭物質が添着されていることを特徴とする消臭用カーボンナノボールに関する。
一般に冷蔵庫、エアコン、おむつ、生理用品、タバコ、げた箱、たんすなどの生活用品を使用する際や、寝室、トイレ、自動車の室内など日常生活の空間には多種の悪臭が発生する。また、ごみ処理場、廃水処理場、工場などの産業現場や自動車の排気ガスからも多様な種類の悪臭が発生する。悪臭を発生させる物質の代表的な例としては、メチルメルカプタン（Ｍｅｔｈａｎｔｈｉｏｌ）、硫化メチル（ｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｉｄｅ）、二
硫化ジメチル（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）、硫化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｌｆｉｄｅ）、アンモニア（ａｍｍｏｎｉａ）、トリメチルアミン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、アセトアルデヒド（ａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ）、酸化窒素（ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化窒素（ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ）、スチレン（ｓｔｙｒｅｎｅ）などがある。
このような悪臭を除去するために多様な種類の消臭剤が開発されている。
特に最近、球形の中空コア部が形成された多孔性カーボンシェル部からなったカーボンナノボール（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００２、１４、ｎｏ．１、Ｊａｎｕａｒｙ ４）の製造方法が提案されたが、このようなカーボンナノボールは従来の活性炭消臭剤よりも多様な種類の悪臭発生物質を吸着することができるという長所がある。しかし、上記カーボンナノボールは、一定量の悪臭発生物質が吸着されるとそれ以上の吸着が不可能となることからその消臭能力にも限界がある。
Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００２、１４、ｎｏ．１、Ｊａｎｕａｒｙ ４
本発明は、上記問題点を解決するために案出されたものであって、その目的は多様な種類の悪臭発生物質を吸着するだけでなく、消臭能力に優れたカーボンナノボールを提供することにある。
上記技術的課題を達成するための本発明は、球形の中空コア部が形成された多孔性カーボンシェル部からなるカーボンナノボールであって、前記シェル部に遷移金属、遷移金属酸化物及びアルカリ金属塩からなる群より選択された何れか一つ以上の消臭物質が添着されていることを特徴とする消臭用カーボンナノボールを提供する。
本発明の消臭用カーボンナノボールにおいて、シェル部に添着される遷移金属又は遷移金属酸化物としては、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、バナジウム（Ｖ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、パラジウム（Ｐｄ）などの遷移金属又はその酸化物を挙げることができ、アルカリ金属塩としては、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ3）などを挙げることができる。
以下に実施例を説明するが、本発明の範囲は後述する実施例に限られるのではなく、発
明の要旨を離脱しない範囲内で多様に変形して実施できる。
本発明の消臭用カーボンナノボールは、中空のコア（Ｃｏｒｅ）部分と殻である多孔性のシェル（Ｓｈｅｌｌ）部分からなるボール（ｂａｌｌ）形状の炭素構造体であって、シェル部に遷移金属、遷移金属酸化物、アルカリ金属塩、又はこれらの混合物が添着されている。シェル部に形成されたメゾポーラス細孔（mesoporous pores）は多種の悪臭発生物質を吸着できるとともに、シェルの細孔及び内外の表面に添着された消臭物質が、悪臭発生物質を化学的に吸着、破壊して消臭させる。このような本発明の消臭用カーボンナノボールは韓国公開特許第１９９９‐８０８０８号の添着活性炭よりも消臭能力が著しく優れている。即ち活性炭は、マイクロポーラス細孔(microporous pores)を有するために消臭
物質が添着されるとその細孔が塞がれて消臭能力が低下する可能性がある。これに対して本発明の消臭用カーボンナノボールのシェル部にはメゾポーラス細孔が形成されているため、このような問題点が発生しない。また、本発明の消臭用カーボンナノボールは、添着活性炭の場合とは異なり、中空のコア部分に悪臭発生物質が捕集されるため、悪臭発生物質とシェルの内表面に添着された消臭物質との間に充分な接触時間が付与されるだけでなく、消臭物質によって分解された分解生成物が外部空間へと放出されることによってもたらされる２次汚染現象を防止することができる。
本発明の消臭用カーボンナノボールを製造する方法の一例を、図１を参照して説明すると以下のようである 。
まず球形のシリカコア１を用意する。シリカコア１は、例えばテトラエトキシシラン、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケートのようなシリカ前駆体から、公知のストバー工程（Ｓｔｏｂｅｒ，Ｗ．；Ｆｉｎｋ，Ａ．；Ｂｏｈｎ，Ｅ．Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｉｎｔｅｒ．Ｓｃｉ．１９６８，２６，６２）に従って合成できる。望ましいシリカコアの粒径は１０ないし１，０００ｎｍである。
続いて、球形のシリカコア１とシリカ前駆体及び界面活性剤、例えば下記化学式１で示されるアルキルトリメトキシシラン、下記化学式２で示されるアルキルトリエトキシシラン、下記化学式３で示されるハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウム、下記化学式４で示されるアルキルポリオキシエチレン及び下記化学式５で示されるグリセロールエトキシレートなどのような界面活性剤を溶媒存在下で反応させて、シリカコア１の表面にシリカと界面活性剤成分からなるシェル部２を成長させる。
化学式１： Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
上記化学式１において、 Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立してメチル又はエチル基であり、Ｒ4は炭素数１２ないし２２のアルキル基である。
化学式２： Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3
上記化学式２において、 Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立してメチル又はエチル基であり、 Ｒ4は炭素数１２ないし２２のアルキル基である。
化学式３： Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＮＸ
上記化学式３において、 Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立してメチル又はエチル基であり、 Ｒ4は炭素数４ないし２２のアルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
化学式４： Ｒ（ＯＣＨ2ＣＨ2）ｎＯＨ
上記化学式４において、Ｒは炭素数４ないし２２のアルキル基であり、ｎは３ないし２０の整数である。
化学式５： ＣＨ2（ＣＨ2Ｏ）ｎ1ＨＣＨ（ＣＨ2Ｏ）ｎ2ＨＣＨ2（ＣＨ2Ｏ）ｎ3Ｈ
上記化学式５において、ｎ1、ｎ2及びｎ3は互いに独立して４ないし２０の整数である
。
その後、シェル部が形成された生成物を選択的にフィルタリングした後、例えば５００ないし６００℃で焼成して界面活性剤成分を除去すると、界面活性剤成分が除去された所に一定の大きさのメゾポーラス細孔が形成されているシリカシェル部３が形成された粒子
１０が得られる。メゾポーラス細孔の大きさとシェル部の厚さは界面活性剤の種類、シリカ前駆体の種類及びモル比を変化させることによって調節が可能であるが、多孔性カーボンシェル部の厚さは５０ないし５００ｎｍであることが望ましい。
続いて、シリカシェル部が形成された粒子１０に重合反応によって高分子形成が可能なモノマー、例えばアクリロニトリル、フェノール‐ホルムアルデヒド、ジビニルベンゼンのようなモノマー１１をシェル部に形成されたメゾポーラス細孔内に注入する。次に、モノマーを重合させてカーボン高分子前駆体を形成する。モノマー（単量体）は重合反応の際ラジカル重合反応させるのが望ましい。このとき用いられるラジカル開始剤としては公知の開始剤、例えば、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ｔ‐ブチルペルアセテート（ｔ‐ｂｕｔｙｌ ｐｅｒａｃｅｔａｔｅ）、ベンゾイルペルオキシド（ｂｅｎｚｏ
ｙｌ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、アセチルペルオキシド（ａｃｅｔｙｌ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、ラウリルペルオキシド（ｌａｕｒｙｌ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）などを用いることができる。
単量体とラジカル開始剤とをよく混合した後上記シリカ粒子のメゾ細孔に注入し、単量体の特性に従って重合反応させる。これら重合反応は当該分野では知られているが、一般的に６０〜８０℃の温度で約１２時間重合反応させて高分子重合体が含有されたシリカ構造体を製造する。
その後、高分子重合体（カーボン高分子前駆体）が含有されたシリカ構造体を例えば１，０００℃くらいで、窒素雰囲気下で処理すると、炭化された高分子重合体１３が含有されたシリカ構造体が形成される。続いて、炭化させたシリカ構造体を弗酸や苛性ソーダ水溶液に入れてシリカ構造体を溶かすと、球形の中空（中が空いている）コア（Ｃｏｒｅ）部１５を有し殻である多孔性のカーボンシェル（Ｓｈｅｌｌ）が形成されたボール形状のカーボンナノボール２０が得られる。
引き続き、カーボンナノボール２０を遷移金属、遷移金属酸化物、アルカリ金属塩又はこれらの混合物からなる消臭物質水溶液に含浸させて常温で２〜３日間熟成させた後、濾過過程を経て７０〜１１０℃で乾燥させると、消臭物質１７が添着された本発明のカーボンナノボールが得られる。シェル部に添着され得る遷移金属又は遷移金属酸化物としては、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、バナジウム（Ｖ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、パラジウム（Ｐｄ）などの遷移金属又はその酸化物を挙げることができ、アルカリ金属塩としては、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ3）などを挙げることができる。消臭物質１７の添着量は、消臭物質水溶液の
濃度や含浸時間を変化させることによって調節が可能であるが、消臭用カーボンナノボール総重量を基準にして０.０１ないし３０重量％であることが望ましい。
本発明の、消臭物質が添着されたカーボンナノボールは、粒子一つのカーボンナノボールに上記消臭物質のうち何れか１種類の消臭物質のみが添着されたものでもよく、２種類以上の消臭物質が添着されたものでもよい。従って、消臭物質が添着された本発明のカーボンナノボールを含有する消臭剤は、悪臭の種類によって又は用途によって消臭物質を多様な組成で組み合わせて構成してもよい。例えば、１種類の消臭物質のみが添着されたカーボンナノボールのみを含有したり、それぞれ異なる１種類の消臭物質のみが添着されたカーボンナノボールの混合物を含有したり、又は２種類以上の消臭物質が添着されたカーボンナノボールの混合物を含有することができる。
本発明の消臭物質が添着されたカーボンナノボールは、多種の悪臭物質の消臭用として提供することができる。本発明の消臭物質が添着されたカーボンナノボールは、メチルメルカプタン（Ｍｅｔｈａｎｔｈｉｏｌ）、硫化メチル、二硫化ジメチル、硫化水素、アン
モニア、トリメチルアミン、スチレン、アセトアルデヒド、酸化窒素、二酸化窒素、家庭のトイレ、台所、げた箱で発生する室内の悪臭とタバコの臭いの除去に効果的であるため、例えば、冷蔵庫用、エアコン用、空気浄化機用、自動車室内用、自動車排気ガスの除去だけでなく人体から発散する悪臭除去にも卓越した効果を奏する。
また、本発明の消臭物質が添着されたカーボンナノボールは、シート（ｓｈｅｅｔ）、パック（ｐａｃｋ）又はパッド（ｐａｄ）のような形状のものに均一に分散して固定できるため、これを素材とした幼児及び成人失禁者用ダイアパー（ｄｉａｐｅｒ）や女性用の生理用品のような製品にも適用することができる。
明細書中に統合されており明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の望ましい実施例を例示し、以下の望ましい実施例の詳細な説明とともに本発明の原理を説明する役割を果す。
実施例 １ 〜 ４
シリカ前駆体としてテトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いて、公知のストバー工程によって球形のシリカコアを合成した。ここにテトラエトキシシランを界面活性剤であるオクタデシルトリメトキシシラン（Ｃ18‐ＴＭＳ：ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉ‐ｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）とともに投入して反応させた後、フィルタリングしてシリカ粒子を得た。これを５５０℃で５時間熱処理し、界面活性剤が除去された所に一定の大きさのメゾ細孔が形成されたシリカ粒子を得た。次にジビニルベンゼンをラジカル開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ａｚｏｂｉｓｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ：ＡＩＢＮ）とよく混合した後で上記シリカ粒子のメゾ細孔に注入し、８０℃の温度で約１２時間重合反応させることにより高分子重合体が含有されたシリカ構造体を製造した。その後、この高分子重合体を含有するシリカ構造体を１，０００℃の窒素雰囲気下で炭化させてカーボンナノボールを形成させた。続いて、カーボンナノボールを弗酸に入れてカーボンナノボールの無機構造体を溶かすことによって中空のコア（Ｃｏｒｅ）部分と殻である多孔性のシェル（Ｓｈｅｌｌ）とで形成されたボール形状の炭素構造体であるカーボンナノボールを製造した。
続いて、下記表１の消臭物質が添着されるように１Ｎの消臭物質水溶液を調製した後、その中に前記の方法で製造したカーボンナノボールを５０時間含浸させた後、濾過して７０℃で乾燥させることにより消臭物質が添着されたカーボンナノボールを製造した。
上記消臭物質が添着されたＡ〜ＨのカーボンナノボールのうちＡ、Ｄ、Ｅ及びＨをそれぞれ０.０１ｇを取ってそれぞれ実施例１〜４として示した。
Figure 2006511268
表１において、消臭物質の添着量（％）は、消臭物質の重さ／カーボンナノボールの重さ×１００である。
比較例１
実施例と同様の方法で製造するが、消臭物質が添着されていないカーボンナノボール０.０１ｇを取って比較例１とした。
比較例２
実施例と同様の方法で製造するが、消臭物質が添着されていないカーボンナノボール０.１ｇを取って比較例２とした。
比較例３
活性炭（日本Ｊｕｎｓｅｉ社製品）０.１ｇを取って比較例３とした。
比較例４〜８
商業的に用いられている様々な従来の吸着剤、消臭剤を０.１ｇずつ取って比較例４な
いし比較例８とした。
比較例９〜１２
カーボンナノボールの代わりに活性炭（日本Ｊｕｎｓｅｉ社製品）を用いて、上記実施例１ないし４と添着消臭物質の組成がそれぞれ同一である消臭物質が添着された活性炭を、比較例９ないし１２とした。
脱臭、消臭効果の評価において、悪臭源としてはトリメチルアミン、アンモニア、メチルメルカプタン、アセトアルデヒドを用いた。まず、悪臭ガスであるアンモニア０.１％
溶液０.２２ｍｌ、トリメチルアミン１％水溶液０.０７ｍｌ、アセトアルデヒド１％水溶液０.１５ｍｌ、メチルメルカプタン０.１％ベンゼン溶液０.１２ｍｌが入った２５０ｍ
ｌの透明な容器のそれぞれに、表２に示した重量の脱臭・消臭剤をそれぞれ投入し、悪臭源の残量が測定できる検知管を付着させた栓で密封して３０分間放置した。その後の容器内の気体を検知管へと通過させて検知管の色変化を観察することによって脱臭・消臭剤の性能を測定した。
このような脱臭・消臭剤の性能（％）は、脱臭・消臭剤を入れずに悪臭源のみを入れた対照試験（Ｂｌａｎｋ ｔｅｓｔ）を基準にして下記式により計算し、その結果を表２に示す。
消臭性能（％）=［（対照試験の検知管の数値（ｐｐｍ）−測定された検知管の数値（
ｐｐｍ））／（対照試験の検知管の数値（ｐｐｍ））]×１００
Figure 2006511268
上記の表２から本発明の実施例による消臭用カーボンナノボールは、比較例に比べて４種類の悪臭源すべてに対して、僅か１０％（０.０１ｇ）のみを用いる僅少量でも、脱臭
、消臭効果に優れており、消臭物質が添着されたカーボンナノボールの悪臭に対する脱臭、消臭効果は、４種類の悪臭源すべてにおいて約２０％以上増強されたことがわかる。
実施例５
実施例１と同様の方法によって、下記表３の消臭物質が添着されたカーボンナノボールを製造した。ここにポリプロピレンの高分子バインダーを全体重量の２０重量％になるように混合して冷蔵庫消臭フィルター用消臭剤を製造した。上記消臭物質が添着されたＩ〜Ｋのカーボンナノボールのうち、Ｋを実施例５とした。
比較例１３
実施例５のカーボンナノボールの代わりに活性炭（日本Ｊｕｎｓｅｉ社製品）を用いて消臭物質が添着された活性炭を製造したことを除いては実施例５と同様の方法で製造した。
Figure 2006511268
表３において、消臭物質の添着量（％）は消臭物質の重さ／カーボンナノボール重さ×１００である。
消臭効果の実験は、下記表４に示した実験条件で実施した。
アンモニアに対する消臭効果の実験である場合、実施例５の消臭剤と比較例１３の消臭剤をそれぞれのチューブ反応器に０.５ｇを投入し、投入量を１gまで増加させながら悪臭であるアンモニアガスをそれぞれ流した後、排出される悪臭の濃度を比較分析してその結果を下記表５及び図２に示した。
メチルメルカプタンに対する消臭効果の実験である場合、実施例５の消臭剤と比較例１３の消臭剤をそれぞれのチューブ反応器に０.０１ｇを投入し、投入量を１gまで増加させながら悪臭であるメチルメルカプタンガスをそれぞれ流した後、排出される悪臭の濃度を比較分析してその結果を下記表５及び図３に示した。
このとき分析器としては、ガスクロマトグラフ或いは質量分析器を用い、相対湿度（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）は、湿度変化による影響を観察するために通常０〜１００％範囲内で実験するが、本実験では相対湿度５０％で実験した。
Figure 2006511268
ここで用いた悪臭の濃度分析方法は、排出される悪臭の濃度を比較例と実施例との間で比較して測定する方法であって、消臭剤の吸着力が最大点になるとそれ以降にはそれ以上の吸着ができず、悪臭ガスを放出するようになる限界点（Ｂｒｅａｋ Ｐｏｉｎｔ）を時間で示す方法である。
Figure 2006511268
上記表５と図２から悪臭源であるアンモニアに対する消臭効果は、本発明の消臭剤組成物である実施例５（消臭物質が添着されたカーボンナノボールとポリプロピレンの高分子バインダーとの混合物）では、従来の消臭剤である比較例１３（消臭物質が添着された活性炭とポリプロピレンの高分子バインダーとの混合物）に比べて、限界点（Ｂｒｅａｋ Ｐｏｉｎｔ）に到達する時間が長かった。限界点（ＢｒｅａｋＰｏｉｎｔ）において、実施例５ではアンモニアガスが検出されなかったが、比較例１３ではアンモニアガスが２６０ｐｐｍの濃度で検出され、これより本発明による消臭剤はアンモニアガスの悪臭除去に対する消臭能力が格段に優秀であることがわかる。
また、上記表５と図３から悪臭源であるメチルメルカプタンに対する消臭効果は、本発明の消臭剤の組成物である実施例５（消臭物質が添着されたカーボンナノボールとポリプ
ロピレンの高分子バインダーとの混合物）では、従来の比較例１３（消臭物質が添着された活性炭とポリプロピレンの高分子バインダーとの混合物）に比べて、限界点（Ｂｒｅａｋ Ｐｏｉｎｔ）に到達する時間は長かった。限界点（Ｂｒｅａｋ Ｐｏｉｎｔ）において、実施例５ではメチルメルカプタンが検出されなかったが、比較例１３ではメチルメルカプタンが３ｐｐｍの濃度で検出され、これより本発明の消臭剤がメチルメルカプタンの悪臭除去に対する消臭能力が極めて優秀であることがわかる。
[産業上の利用可能性]
上記のように、本発明である、消臭物質が添着されたカーボンナノボールは、多様な種類の悪臭発生物質を吸着するだけでなく消臭能力も優れている。このため、悪臭が発生する各種の生活用品や日常生活空間、産業現場及びその他のいろいろな悪臭の発生する環境で消臭剤として使用すると、悪臭発生物質を捕集し分解して、卓越した脱臭、消臭効果を奏することができる。
本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一態様にすぎず、本発明の技術的思想のすべてを代弁するものではない。したがって本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。
図１は、本発明による消臭用カーボンナノボールの製造工程を示した概略図である。 図２は、本発明の一実施例による消臭用カーボンナノボールのアンモニアに対する消臭効果を示したグラフである。縦軸は、アンモニア臭の濃度（AMMONIA ODOR CONCENTRATION）をｐｐｍ単位で示す。横軸は時間（秒）である。“COMPARATIVE EXAMPLE 13”は「比較例13」を、“EMBODIMENT 5”は「実施例5」をそれぞれ表す。 図３は、本発明の一実施例による消臭用カーボンナノボールのメチルメルカプタンに対する消臭効果を示したグラフである。縦軸は、メタンチオール臭の濃度（METHANTHIOL ODOR CONCENTRATION）をｐｐｍ単位で示す。横軸は時間（秒）である。“COMPARATIVE EXAMPLE 13”は「比較例13」を、“EMBODIMENT 5”は「実施例5」をそれぞれ表す。

Claims (4)

  1. 球形の中空コア部が形成された多孔性カーボンシェル部からなるカーボンナノボールであって、該シェル部に遷移金属、遷移金属酸化物及びアルカリ金属塩からなる群より選択された何れか一つ以上の消臭物質が添着されていることを特徴とする消臭用カーボンナノボール。
  2. 前記遷移金属は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、バナジウム（Ｖ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）及びパラジウム（Ｐｄ）からなる群より選択された何れか一つであり、上記アルカリ金属塩は、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）及びヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ3）からなる群より選択された何れか一つであることを特徴とす
    る請求項１に記載の消臭用カーボンナノボール。
  3. 前記消臭物質の添着量は、消臭用カーボンナノボールの総重量を基準にして０.０１な
    いし３０重量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消臭用カーボンナノボール。
  4. 前記球形の中空コア部の粒径は１０ないし１，０００ｎｍであり、多孔性カーボンシェル部の厚さは５０ないし５００ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消臭用カーボンナノボール。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100544886B1 (ko) * 2003-08-06 2006-01-24 학교법인 대전기독학원 한남대학교 Ｈｃｍｓ 탄소 캡슐 구조체에 의해 지지된 연료전지용 전극촉매 및 전극촉매의 제조 방법
WO2005113432A1 (en) * 2004-05-14 2005-12-01 Sony Deutschland Gmbh Composite materials comprising carbon nanotubes and metal carbonates
CN1276129C (zh) * 2004-07-28 2006-09-20 金川集团有限公司 一种制备高纯镍的方法
CN100337072C (zh) * 2004-08-24 2007-09-12 乐金电子(天津)电器有限公司 空气净化器的过滤装置
US20080293565A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Calgon Carbon Corporation Metal impregnated activated carbons and method of making same
CN102464304B (zh) * 2010-11-12 2013-10-16 中国科学院过程工程研究所 多壳层金属氧化物空心球及其制备方法
CN102543456B (zh) * 2011-12-23 2014-04-02 中国科学院过程工程研究所 染料敏化太阳能电池用氧化锌薄膜电极材料及其制备方法
CN102716702B (zh) * 2012-06-27 2014-03-26 北京科技大学 一种蛋黄-蛋壳结构层次多孔碳颗粒的制备方法
CN103011132B (zh) * 2013-01-08 2014-07-02 北京科技大学 一种单分散碳纳米碗的制备方法
CN103738935B (zh) * 2013-12-13 2015-05-27 天津大学 一种以多孔铜为模板制备多孔碳材料的方法
BR112019004910B1 (pt) * 2016-09-28 2022-08-09 Dow Global Technologies Llc Artigo para tratamento de ar.
CN107138136B (zh) * 2017-06-02 2020-02-21 江苏大学 一种纳米碳增强的木素基复合吸附剂的制备方法
CN111841496B (zh) * 2020-07-24 2022-02-22 泉州南京大学环保产业研究院 一种快速制备载银活性炭的方法
CN115254024B (zh) * 2022-08-12 2023-10-24 广州兴丰能源科技有限公司 一种用于吸附硫化氢的多孔纳米碳球吸附剂的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531265A (en) * 1968-05-29 1970-09-29 Texaco Inc Synthesis gas purification
JPS5021433B2 (ja) * 1971-11-15 1975-07-23
EP0050627A1 (en) * 1980-04-28 1982-05-05 Johnson Matthey Public Limited Company Porous carbons
EP0893128B1 (en) * 1997-06-23 2004-05-19 Sharp Kabushiki Kaisha Composite space deodorizing filter
KR100292140B1 (ko) * 1999-04-08 2001-06-01 임창혁 극성오염원에 대해 선택성 흡착능을 가지는 금속도금 처리된 활성탄소 및 이의 제조방법
JP2001172089A (ja) * 1999-12-16 2001-06-26 Univ Waseda シリカ−チタニア多孔質体
JP2001321424A (ja) * 2000-05-16 2001-11-20 Denso Corp 脱臭剤およびそれを用いた脱臭装置
US20040047798A1 (en) * 2000-05-24 2004-03-11 Oh Seung Mo Mesoporous carbon material, carbon/metal oxide composite materials, and electrochemical capacitors using them
DE10055082A1 (de) * 2000-11-07 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Keramischer Verbundwerkstoff
WO2003006372A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-23 Kent State University Imprinted mesoporous carbons and a method of manufacture thereof
JP4109952B2 (ja) * 2001-10-04 2008-07-02 キヤノン株式会社 ナノカーボン材料の製造方法

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