JP2014034475A - Method for producing activated carbon - Google Patents

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Norikazu Nishiyama
憲和 西山
Takahito Mitome
敬人 三留
Akinori Iwai
陽典 岩井
Mikiya Matsuura
幹也 松浦
Kazuhiko Maekawa
一彦 前川
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Kuraray Co Ltd
Osaka University NUC
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Kuraray Co Ltd
Osaka University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide activated carbon with which an electric double-layer capacitor having a high electrostatic capacitance can be produced.SOLUTION: The method for producing activated carbon includes following first to fourth steps: the first step of obtaining a mixture by mixing a block copolymer (z) including a hydrophilic block (S) containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound and having a sulfo group, and a hydrophobic block (T) containing a structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound and being amorphous, phenols, formaldehyde, and a solvent; the second step of obtaining a solid substance by removing the solvent from the obtained mixture; the third step of obtaining porous carbon by heating the obtained solid substance; and the fourth step of obtaining activated carbon by activating the obtained porous carbon.

Description

本発明は活性炭の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing activated carbon.

電気二重層キャパシタは蓄電効率の高さから、各種電源に用いられている。電気二重層キャパシタの性能は静電容量によって決定される。この静電容量は、例えば、電気二重層キャパシタの電極材料に用いる活性炭の比表面積を増大させることなどによって、高めることができる。   Electric double layer capacitors are used for various power sources because of their high storage efficiency. The performance of the electric double layer capacitor is determined by the capacitance. This capacitance can be increased, for example, by increasing the specific surface area of activated carbon used for the electrode material of the electric double layer capacitor.

比表面積の大きい多孔質炭素の製造方法として、例えば、(1)鋳型(例えば、細孔を規則的に形成したメソポーラスシリカまたはゼオライト)に有機物を注入し、(2)該有機物を加熱により炭化し、次いで(3)鋳型を除去することを含む製造方法が知られている(非特許文献1、特許文献1)。これら多孔質炭素を賦活することで比表面積の大きい活性炭の製造が期待できる。しかし、この方法は、細孔を規則的に形成したメソポーラスシリカまたはゼオライトが必要であり、このようなメソポーラスシリカおよびゼオライトの製造には手間がかかる。また、鋳型の除去に、フッ化水素酸または強アルカリ水溶液などを用いる必要があり、その廃液処理も問題となる。   As a method for producing porous carbon having a large specific surface area, for example, (1) an organic substance is injected into a template (for example, mesoporous silica or zeolite having regularly formed pores), and (2) the organic substance is carbonized by heating. Then, (3) a manufacturing method including removing the mold is known (Non-patent Document 1, Patent Document 1). By activating these porous carbons, production of activated carbon having a large specific surface area can be expected. However, this method requires mesoporous silica or zeolite having regularly formed pores, and it takes time to produce such mesoporous silica and zeolite. Further, it is necessary to use hydrofluoric acid or a strong alkaline aqueous solution for removing the template, and the waste liquid treatment becomes a problem.

一方で、界面活性剤を水中に分散して形成したミセルを鋳型として用いて、ポリマーとミセルの複合体を形成し、次いで該複合体を加熱して炭化することによって、多孔質炭素を製造する方法が知られている(非特許文献2)。この方法では、鋳型としてメソポーラスシリカおよびゼオライトを使用しないので、メソポーラスシリカ等の製造、鋳型除去のためのフッ化水素酸等の使用、およびその後の排液処理という問題を有さない。また、この方法で得られた多孔質炭素を賦活することによって得られた活性炭を電気二重層キャパシタの電極材料として用いると、静電容量が向上することが知られている(非特許文献3)。しかしながら、電気二重層キャパシタの分野では、静電容量をさらに高めることが求められている。   On the other hand, using a micelle formed by dispersing a surfactant in water as a template, a polymer-micelle complex is formed, and then the complex is heated and carbonized to produce porous carbon. A method is known (Non-Patent Document 2). In this method, since mesoporous silica and zeolite are not used as a template, there is no problem of production of mesoporous silica or the like, use of hydrofluoric acid or the like for removing the template, and subsequent drainage treatment. Further, it is known that when activated carbon obtained by activating porous carbon obtained by this method is used as an electrode material of an electric double layer capacitor, the capacitance is improved (Non-patent Document 3). . However, in the field of electric double layer capacitors, it is required to further increase the capacitance.

特開2003−206112号公報JP 2003-206112 A

ジャーナル オブ フィジカル ケミストリー B(J. Phys. Chem. B),7743頁(1999年)Journal of Physical Chemistry B (J. Phys. Chem. B), p. 7743 (1999) ケミカル コミュニケーションズ(Chem. Comm.),2125頁(2005年)Chemical Communications (Chem. Comm.), 2125 (2005) カーボン(Carbon),1985頁(2010年)Carbon, 1985 (2010)

本発明は、静電容量の高い電気二重層キャパシタを製造し得る活性炭を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the activated carbon which can manufacture an electrical double layer capacitor with a high electrostatic capacitance.

上記目的を達成するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、特定のブロック共重合体、フェノール類、ホルムアルデヒドおよび溶媒を混合して得られる混合物から多孔質炭素を製造し、該多孔質炭素を賦活することによって製造した活性炭から、静電容量の高い電気二重層キャパシタが得られることを見出した。この知見に基づく本発明は以下の通りである   As a result of intensive studies by the present inventors to achieve the above object, porous carbon is produced from a mixture obtained by mixing a specific block copolymer, phenols, formaldehyde and a solvent, and the porous carbon It has been found that an electric double layer capacitor having a high capacitance can be obtained from activated carbon produced by activating. The present invention based on this finding is as follows.

[1] 以下の第1工程〜第4工程を含むことを特徴とする活性炭の製造方法:
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、および不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)と、
フェノール類と、
ホルムアルデヒドと、
溶媒と
を混合して、混合物を得る第1工程;
得られた混合物から溶媒を除去して、固形物を得る第2工程;
得られた固形物を加熱して、多孔質炭素を得る第3工程;および
得られた多孔質炭素を賦活して、活性炭を得る第4工程。
[2] 第3工程において、得られた固形物を300〜1200℃の温度で加熱する前記[1]に記載の活性炭の製造方法。
[3] 第4工程が、以下の第4−1工程〜第4−3工程を含む前記[1]または[2]に記載の活性炭の製造方法:
得られた多孔質炭素と、
アルカリ金属水酸化物と、
溶媒と
を混合して、分散液を得る第4−1工程;
得られた分散液から溶媒を除去して、固形物を得る第4−2工程;および
得られた固形物を400〜900℃の温度で加熱して、活性炭を得る第4−3工程。
[4] 前記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の製造方法によって得られた活性炭。
[5] 比表面積が1000m/g以上であり、全細孔容積が0.3cm/g以上である前記[4]に記載の活性炭。
[1] A method for producing activated carbon comprising the following first to fourth steps:
Hydrophobic block (T) containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound and having a sulfo group and a structural block derived from an unsaturated hydrocarbon compound and being amorphous A block copolymer (Z) having
Phenols,
With formaldehyde,
A first step of mixing with a solvent to obtain a mixture;
A second step of removing the solvent from the resulting mixture to obtain a solid;
A third step of heating the obtained solid to obtain porous carbon; and a fourth step of activating the obtained porous carbon to obtain activated carbon.
[2] The method for producing activated carbon according to [1], wherein in the third step, the obtained solid is heated at a temperature of 300 to 1200 ° C.
[3] The method for producing activated carbon according to [1] or [2], wherein the fourth step includes the following steps 4-1 to 4-3:
The resulting porous carbon;
An alkali metal hydroxide,
Step 4-1 for obtaining a dispersion by mixing with a solvent;
Step 4-2 for removing the solvent from the obtained dispersion to obtain a solid; and Step 4-3 for obtaining activated carbon by heating the obtained solid at a temperature of 400 to 900 ° C.
[4] Activated carbon obtained by the production method according to any one of [1] to [3].
[5] The activated carbon according to [4], wherein the specific surface area is 1000 m 2 / g or more and the total pore volume is 0.3 cm 3 / g or more.

本発明の製造方法によれば、電気二重層キャパシタの電極材料として用いた場合に、静電容量が高められる活性炭を製造することができる。   According to the production method of the present invention, when used as an electrode material of an electric double layer capacitor, activated carbon having an increased capacitance can be produced.

実施例2、3および5で得られた多孔質炭素の走査型電子顕微鏡写真である。図中、Aが実施例2の多孔質炭素の表面を示し、Bが実施例3の多孔質炭素の表面を示し、Cが実施例5の多孔質炭素の表面を示し、Dが実施例5の多孔質炭素の断面を示す。2 is a scanning electron micrograph of porous carbon obtained in Examples 2, 3 and 5. FIG. In the figure, A shows the surface of the porous carbon of Example 2, B shows the surface of the porous carbon of Example 3, C shows the surface of the porous carbon of Example 5, and D shows Example 5. The cross section of the porous carbon of is shown. 実施例2、3および5で得られた多孔質炭素の透過型電子顕微鏡写真である。図中、Aが実施例2の多孔質炭素を示し、Bが実施例3の多孔質炭素を示し、Cが実施例5の多孔質炭素を示す。2 is a transmission electron micrograph of porous carbon obtained in Examples 2, 3 and 5. FIG. In the figure, A represents the porous carbon of Example 2, B represents the porous carbon of Example 3, and C represents the porous carbon of Example 5.

本発明の製造方法は、上述の第1工程〜第4工程を含む。以下、各工程を順に説明する。   The manufacturing method of the present invention includes the first to fourth steps described above. Hereinafter, each process is demonstrated in order.

[第1工程]
第1工程では、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、および不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)と、
フェノール類と、
ホルムアルデヒドと、
溶媒と
を混合して、混合物を得る。以下では、まずブロック共重合体(Z)について説明する。
[First step]
In the first step, a hydrophobic unit containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound and containing a hydrophilic block (S) having a sulfo group and a structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound, and being amorphous A block copolymer (Z) having a functional block (T);
Phenols,
With formaldehyde,
Mix with solvent to obtain a mixture. Below, a block copolymer (Z) is demonstrated first.

<ブロック共重合体(Z)>
ブロック共重合体(Z)は、以下で説明する親水性ブロック(S)と疎水性ブロック(T)とを、それぞれ1個以上有する。ブロック共重合体(Z)が複数の親水性ブロック(S)を有する場合、それらの構造(構造単位の種類、重合度、スルホ基の種類や導入割合等)は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。また、ブロック共重合体(Z)が複数の疎水性ブロック(T)を有する場合、それらの構造(構造単位の種類、重合度等)は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
<Block copolymer (Z)>
The block copolymer (Z) has at least one hydrophilic block (S) and one hydrophobic block (T) described below. When the block copolymer (Z) has a plurality of hydrophilic blocks (S), their structures (type of structural unit, degree of polymerization, type of sulfo group, introduction ratio, etc.) may be the same as each other. , May be different. When the block copolymer (Z) has a plurality of hydrophobic blocks (T), their structures (type of structural unit, degree of polymerization, etc.) may be the same or different from each other. .

ブロック共重合体(Z)は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。ブロック共重合体(Z)としては、例えば、S−T型ジブロック共重合体、S−T−S型トリブロック共重合体、T−S−T型トリブロック共重合体、S−T−S型トリブロック共重合体、およびこれらの混合物(例えば、T−S−T型トリブロック共重合体とS−T型ジブロック共重合体との混合物)などが挙げられる(前記SおよびTはそれぞれ、親水性ブロック(S)および疎水性ブロック(T)を表す)。   As the block copolymer (Z), only one type may be used, or two or more types may be used in combination. Examples of the block copolymer (Z) include an ST type diblock copolymer, an STS type triblock copolymer, a TST type triblock copolymer, and an ST type. S-type triblock copolymer, and a mixture thereof (for example, a mixture of T-S-T type triblock copolymer and S-T type diblock copolymer) and the like (the above-mentioned S and T are Representing a hydrophilic block (S) and a hydrophobic block (T), respectively).

親水性ブロック(S)の合計量:疎水性ブロック(T)の合計量の重量比は、10:90〜50:50であることが好ましく、細孔径のバラつきが小さい多孔質炭素を再現よく得る観点から20:80〜40:60であることがより好ましい。   The weight ratio of the total amount of the hydrophilic block (S) to the total amount of the hydrophobic block (T) is preferably 10:90 to 50:50, and porous carbon with small variation in pore diameter can be obtained with good reproducibility. From the viewpoint, it is more preferably 20:80 to 40:60.

後述する第3工程において細孔径のバラつきが小さい多孔質炭素を再現性よく得るためには、ブロック共重合体(Z)のイオン交換容量が重要である。本発明においてブロック共重合体(Z)のイオン交換容量とは、ブロック共重合体(Z)の単位質量あたりのイオン交換基の当量を意味する。ブロック共重合体(Z)がイオン交換基としてスルホ基のみを有する場合、イオン交換容量は、ブロック共重合体(Z)の単位質量あたりのスルホ基の当量を意味する。ブロック共重合体(Z)のイオン交換容量が小さくなりすぎると、各ブロックの親水性/疎水性の差が不明瞭になり、その結果、多孔質炭素の比表面積が低下する。従って、このイオン交換容量は、0.10meq/g以上であることが好ましく、0.30meq/g以上であることがより好ましく、0.75meq/g以上であることが特に好ましい。逆に、このイオン交換容量が大きくなりすぎると、ブロック共重合体(Z)の親水性/疎水性のバランスが崩れ、その結果、再現性よく多孔質炭素が得られなくなる場合がある。従って、このイオン交換容量は、5.00meq/g以下であることが好ましく、2.5meq/g以下であることがより好ましく、1.1meq/g以下であることがさらに好ましい。イオン交換容量は、中和滴定を用いて算出することができる。例えば、ブロック共重合体(Z)に飽和塩化ナトリウム水溶液を添加し、生成した塩酸を水酸化ナトリウムによって中和滴定することで、イオン交換容量を算出することができる。   The ion exchange capacity of the block copolymer (Z) is important in order to obtain porous carbon with a small variation in pore diameter with good reproducibility in the third step described later. In the present invention, the ion exchange capacity of the block copolymer (Z) means an equivalent amount of ion exchange groups per unit mass of the block copolymer (Z). When the block copolymer (Z) has only a sulfo group as an ion exchange group, the ion exchange capacity means the equivalent of the sulfo group per unit mass of the block copolymer (Z). If the ion exchange capacity of the block copolymer (Z) becomes too small, the hydrophilic / hydrophobic difference of each block becomes unclear, and as a result, the specific surface area of the porous carbon decreases. Therefore, the ion exchange capacity is preferably 0.10 meq / g or more, more preferably 0.30 meq / g or more, and particularly preferably 0.75 meq / g or more. On the other hand, if the ion exchange capacity is too large, the hydrophilic / hydrophobic balance of the block copolymer (Z) is lost, and as a result, porous carbon may not be obtained with good reproducibility. Therefore, the ion exchange capacity is preferably 5.00 meq / g or less, more preferably 2.5 meq / g or less, and even more preferably 1.1 meq / g or less. The ion exchange capacity can be calculated using neutralization titration. For example, the ion exchange capacity can be calculated by adding a saturated sodium chloride aqueous solution to the block copolymer (Z) and neutralizing and titrating the generated hydrochloric acid with sodium hydroxide.

ブロック共重合体(Z)は、例えば、スルホ基を有さないこと以外はブロック共重合体と同じであるブロック共重合体(Z)[即ち、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含むブロック(S)、および不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)]を、スルホン化することによって製造することができる。このスルホン化によって、ブロック(S)中の芳香環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環)にスルホ基が導入される。 The block copolymer (Z) includes, for example, a block copolymer (Z 0 ) that is the same as the block copolymer except that it does not have a sulfo group [that is, includes a structural unit derived from an aromatic vinyl compound. By sulfonating the block (S 0 ) and the block copolymer (Z 0 ) containing a structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound and having a hydrophobic block (T) that is amorphous Can be manufactured. By this sulfonation, a sulfo group is introduced into an aromatic ring (for example, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, pyrene ring) in the block (S 0 ).

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(標準ポリスチレン換算)により測定されるブロック共重合体(Z)の数平均分子量は、5,000〜200,000が好ましく、30,000〜150,000がより好ましく、50,000〜100,000がさらに好ましい。ブロック共重合体(Z)の数平均分子量が小さすぎても大きすぎても、得られる多孔質炭素の細孔の均質性が低下する傾向となる。 The number average molecular weight of the block copolymer (Z 0 ) measured by a gel permeation chromatography (GPC) method (standard polystyrene conversion) is preferably 5,000 to 200,000, and preferably 30,000 to 150,000. More preferred is 50,000 to 100,000. If the number average molecular weight of the block copolymer (Z 0 ) is too small or too large, the homogeneity of the pores of the obtained porous carbon tends to decrease.

芳香族ビニル化合物は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、ビニルビフェニル、ビニルターフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、4−フェノキシスチレン等が挙げられる。   An aromatic vinyl compound may use only 1 type and may use 2 or more types together. Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, and 3,5-dimethylstyrene. 2-methoxystyrene, 3-methoxystyrene, 4-methoxystyrene, vinyl biphenyl, vinyl terphenyl, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, 4-phenoxy styrene and the like.

芳香族ビニル化合物として、置換されたビニル基を有する芳香族ビニル化合物を使用してもよい。ビニル基の置換基としては、例えば、炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基)、炭素数1〜4のハロゲン化アルキル基(例えば、クロロメチル基、2−クロロエチル基、3−クロロエチル基)、アリール基(例えば、フェニル基)を挙げることができる。置換されたビニル基を有する芳香族ビニル化合物としては、例えば、α−メチルスチレン、α−メチル−4−メチルスチレン、α−メチル−4−エチルスチレン、1,1−ジフェニルエチレン等が挙げられる。   An aromatic vinyl compound having a substituted vinyl group may be used as the aromatic vinyl compound. Examples of the substituent of the vinyl group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group). Butyl group), halogenated alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (for example, chloromethyl group, 2-chloroethyl group, 3-chloroethyl group) and aryl groups (for example, phenyl group). Examples of the aromatic vinyl compound having a substituted vinyl group include α-methylstyrene, α-methyl-4-methylstyrene, α-methyl-4-ethylstyrene, 1,1-diphenylethylene, and the like.

芳香族ビニル化合物は、スルホン化を阻害する置換基(例えば、炭素数3以上のアルキル基)を芳香環上に有さないことが望ましい。   It is desirable that the aromatic vinyl compound does not have a substituent that inhibits sulfonation (for example, an alkyl group having 3 or more carbon atoms) on the aromatic ring.

芳香族ビニル化合物としては、
スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、ビニルビフェニル、ビニルターフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、4−フェノキシスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−4−メチルスチレン、α−メチル−4−エチルスチレンおよび1,1−ジフェニルエチレンが好ましく;
スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、ビニルビフェニルおよびα−メチルスチレンがより好ましく;
スルホン化の観点から、スチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、ビニルビフェニルおよびα−メチルスチレンがさらに好ましい。
As an aromatic vinyl compound,
Styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, 2-methoxystyrene, 3- Methoxystyrene, 4-methoxystyrene, vinylbiphenyl, vinylterphenyl, vinylnaphthalene, vinylanthracene, 4-phenoxystyrene, α-methylstyrene, α-methyl-4-methylstyrene, α-methyl-4-ethylstyrene and 1 , 1-diphenylethylene is preferred;
Styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, vinylbiphenyl and α-methylstyrene Is more preferred;
From the viewpoint of sulfonation, styrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, vinylbiphenyl, and α-methylstyrene are more preferable.

ブロック(S)および親水性ブロック(S)は、本発明の効果を損なわない範囲内で、芳香族ビニル化合物以外の1種以上の単量体に由来する構造単位を含んでいてもよい。芳香族ビニル化合物以外の単量体としては、例えば、炭素数4〜8の共役ジエン(例えば、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘプタジエン等)、炭素数2〜8のアルケン(例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン等)、(メタ)アクリル酸エステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等)、ビニルエーテル(例えば、メチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等)等が挙げられる。芳香族ビニル化合物以外の単量体に由来する構造単位の量は、ブロック(S)または親水性ブロック(S)中、10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましい。 The block (S 0 ) and the hydrophilic block (S) may contain a structural unit derived from one or more monomers other than the aromatic vinyl compound as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the monomer other than the aromatic vinyl compound include conjugated dienes having 4 to 8 carbon atoms (for example, 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2,4-hexadiene). 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene, 1,3-heptadiene, etc.), alkenes having 2 to 8 carbon atoms (for example, ethylene, propylene, 1-butene, 2 -Butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, 1-heptene, 2-heptene, 1-octene, 2-octene, etc.), (meth) acrylic acid esters (for example, (meta ) Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, etc.), vinyl esters (eg, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate) Vinyl pivalate, etc.), ethers (e.g., methyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, etc.), and the like. The amount of structural units derived from monomers other than the aromatic vinyl compound is preferably 10% by weight or less in the block (S 0 ) or hydrophilic block (S), and preferably 5% by weight or less. More preferred.

ブロック(S)および親水性ブロック(S)が、2種以上の構造単位を含む場合、即ち、2種以上の単量体(例えば、2種以上の芳香族ビニル化合物の組合せ、または芳香族ビニル化合物以外の単量体および芳香族ビニル化合物の組合せ)を用いて共重合する場合、共重合形態はランダムであることが望ましい。 When the block (S 0 ) and the hydrophilic block (S) contain two or more structural units, that is, two or more monomers (for example, a combination of two or more aromatic vinyl compounds, or aromatic When copolymerization is performed using a combination of a monomer other than a vinyl compound and an aromatic vinyl compound), the copolymerization form is desirably random.

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(標準ポリスチレン換算)により測定される一つのブロック(S)の数平均分子量は、1,000〜50,000の範囲が好ましく、3,000〜40,000の範囲がより好ましく、5,000〜25,000の範囲がさらに好ましい。上記数平均分子量が、1,000未満であるか、または50,000を超えると、得られる多孔質炭素の細孔の均質性が低下し、それによって多孔質炭素の賦活効率の低下を招く場合がある。その結果、得られる活性炭を電気二重層キャパシタ電極として使用した場合に、充分な静電容量が得られないことがある。 The number average molecular weight of one block (S 0 ) measured by gel permeation chromatography (GPC) method (standard polystyrene conversion) is preferably in the range of 1,000 to 50,000, and preferably 3,000 to 40,000. The range of 5,000 to 25,000 is more preferable. When the number average molecular weight is less than 1,000 or exceeds 50,000, the homogeneity of the pores of the obtained porous carbon is lowered, thereby causing the activation efficiency of the porous carbon to be lowered. There is. As a result, when the obtained activated carbon is used as an electric double layer capacitor electrode, sufficient electrostatic capacity may not be obtained.

疎水性ブロック(T)は、不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含み、且つ非晶性である。ここで、ブロック共重合体(Z)または(Z)中の疎水性ブロック(T)が非晶性であることは、ブロック共重合体(Z)または(Z)の動的粘弾性を測定して、結晶性オレフィン重合体に由来する貯蔵弾性率の変化がないことによって確認できる。 The hydrophobic block (T) includes a structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound and is amorphous. Here, that the hydrophobic block (T) in the block copolymer (Z 0 ) or (Z) is amorphous means that the dynamic viscoelasticity of the block copolymer (Z 0 ) or (Z) is reduced. It can be confirmed by measurement that there is no change in the storage elastic modulus derived from the crystalline olefin polymer.

不飽和炭化水素化合物は1種のみを使用してもよく、2種以上併用してもよい。不飽和炭化水素化合物は、重合性の炭素−炭素二重結合を有する限り、特に限定されないが、鎖式不飽和炭化水素化合物が好ましい。鎖式不飽和炭化水素化合物としては、例えば、炭素数2〜8のオレフィン(エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン等)、炭素数4〜8の共役ジエン化合物(1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘプタジエン等)等が挙げられる。不飽和炭化水素化合物として共役ジエン化合物を重合する場合、重合(結合)の様式は、1,2−結合であっても1,4−結合であっても、これらが混ざっていてもよい。   Only one type of unsaturated hydrocarbon compound may be used, or two or more types may be used in combination. The unsaturated hydrocarbon compound is not particularly limited as long as it has a polymerizable carbon-carbon double bond, but a chain unsaturated hydrocarbon compound is preferable. Examples of the chain unsaturated hydrocarbon compound include olefins having 2 to 8 carbon atoms (ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, 1-heptene, 2-heptene, 1-octene, 2-octene, etc.), conjugated diene compounds having 4 to 8 carbon atoms (1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2, 4-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene, 1,3-heptadiene, etc.). When a conjugated diene compound is polymerized as an unsaturated hydrocarbon compound, the polymerization (bonding) may be a 1,2-bond or a 1,4-bond, or these may be mixed.

不飽和炭化水素化合物としては、
エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエンおよび1,3−ヘプタジエンが好ましく;
1,3−ブタジエン、イソブテン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエンおよび1,3−ヘプタジエンがより好ましく;
1,3−ブタジエン、イソブテン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよび2−エチル−1,3−ブタジエンがさらに好ましい。
As unsaturated hydrocarbon compounds,
Ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, 1-heptene, 2-heptene, 1-octene, 2-octene, 1,3- Butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene and 1,3-heptadiene Preferably;
1,3-butadiene, isobutene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene and 1,3-heptadiene is more preferred;
More preferred are 1,3-butadiene, isobutene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and 2-ethyl-1,3-butadiene.

疎水性ブロック(T)は、本発明の効果を損なわない範囲内で、不飽和炭化水素化合物以外の単量体に由来する構造単位を含んでいてもよい。不飽和炭化水素化合物以外の単量体としては、例えば、スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物、塩化ビニル等のハロゲン含有ビニル化合物、ビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等)、ビニルエーテル(メチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等)等が挙げられる。不飽和炭化水素化合物以外の単量体に由来する構造単位の量は、疎水性ブロック(T)中、5重量%以下であることが好ましい。   The hydrophobic block (T) may contain a structural unit derived from a monomer other than the unsaturated hydrocarbon compound as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of monomers other than unsaturated hydrocarbon compounds include aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyl naphthalene, halogen-containing vinyl compounds such as vinyl chloride, vinyl esters (vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, pivalic acid). Vinyl), vinyl ether (methyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, etc.) and the like. The amount of structural units derived from monomers other than the unsaturated hydrocarbon compound is preferably 5% by weight or less in the hydrophobic block (T).

疎水性ブロック(T)が、2種以上の構造単位を含む場合、即ち、2種以上の単量体(例えば、2種以上の不飽和炭化水素化合物の組合せ、または不飽和炭化水素化合物以外の単量体および不飽和炭化水素化合物の組合せ)を用いて共重合する場合、共重合形態はランダムであることが望ましい。   When the hydrophobic block (T) includes two or more structural units, that is, two or more monomers (for example, a combination of two or more unsaturated hydrocarbon compounds, or other than unsaturated hydrocarbon compounds) When copolymerization is performed using a combination of a monomer and an unsaturated hydrocarbon compound, the copolymerization form is desirably random.

一つの疎水性ブロック(T)の数平均分子量は、小さすぎても大きすぎても、得られる多孔質炭素の細孔の均質性を低下させる傾向となる。このためゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(標準ポリスチレン換算)により測定される一つの疎水性ブロック(T)の数平均分子量は、3,000〜150,000の範囲が好ましく、20,000〜100,000の範囲がより好ましく、30,000〜75,000の範囲がさらに好ましい。   If the number average molecular weight of one hydrophobic block (T) is too small or too large, the homogeneity of the pores of the obtained porous carbon tends to be lowered. For this reason, the number average molecular weight of one hydrophobic block (T) measured by gel permeation chromatography (GPC) method (standard polystyrene conversion) is preferably in the range of 3,000 to 150,000, and preferably in the range of 20,000 to The range of 100,000 is more preferable, and the range of 30,000 to 75,000 is more preferable.

スルホン化に用いるブロック共重合体(Z)は、その構造単位の種類、分子量等に応じて、ラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法、配位重合法等によって適宜製造することができる。工業的な容易さから、ラジカル重合法、アニオン重合法あるいはカチオン重合法が好ましく、分子量、分子量分布等の観点から、リビングラジカル重合法、リビングアニオン重合法、およびリビングカチオン重合法がより好ましい。 The block copolymer (Z 0 ) used for the sulfonation can be appropriately produced by a radical polymerization method, an anionic polymerization method, a cationic polymerization method, a coordination polymerization method, or the like depending on the type of the structural unit, molecular weight, and the like. . A radical polymerization method, an anionic polymerization method, or a cationic polymerization method is preferable from the viewpoint of industrial ease, and a living radical polymerization method, a living anion polymerization method, and a living cationic polymerization method are more preferable from the viewpoint of molecular weight, molecular weight distribution, and the like.

ブロック共重合体(Z)の製造方法の具体例として、ブロック(S)がスチレン、α−メチルスチレン、t−ブチルスチレン等の芳香族ビニル化合物から形成され、疎水性ブロック(T)が共役ジエンまたはイソブテンから形成されてなるブロック共重合体(Z)の製造方法を説明する。この場合、工業的容易さ、分子量、分子量分布、ブロック(S)と疎水性ブロック(T)との結合の容易さ等から、前記ブロック共重合体(Z)は、リビングアニオン重合法またはリビングカチオン重合法で製造することが好ましい。 As a specific example of the production method of the block copolymer (Z 0 ), the block (S 0 ) is formed from an aromatic vinyl compound such as styrene, α-methyl styrene, t-butyl styrene, and the hydrophobic block (T) is A method for producing a block copolymer (Z 0 ) formed from conjugated diene or isobutene will be described. In this case, from the viewpoint of industrial ease, molecular weight, molecular weight distribution, ease of bonding between the block (S 0 ) and the hydrophobic block (T), the block copolymer (Z 0 ) is a living anion polymerization method or It is preferable to produce by a living cationic polymerization method.

前記ブロック共重合体(Z)をリビングアニオン重合によって製造するには、
(1)シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、20〜100℃の温度条件下で、芳香族ビニル化合物、共役ジエン、芳香族ビニル化合物を逐次重合させて、S−T−S型トリブロック共重合体(Z)を得る方法(前記SおよびTはそれぞれ、ブロック(S)および疎水性ブロック(T)を表す。以下同じ。);
(2)シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、20〜100℃の温度条件下で芳香族ビニル化合物、共役ジエンを逐次重合させた後、安息香酸フェニル等のカップリング剤を添加して、S−T−S型トリブロック共重合体(Z)を得る方法;
(3)シクロヘキサン等の非極性溶媒中で、アニオン重合開始剤として有機リチウム化合物および重合末端アニオンの活性化剤である極性化合物(例えば、THF、アミン等)の存在下、−30℃〜30℃の温度にて、芳香族ビニル化合物を重合させ、得られるリビングポリマーに共役ジエンを重合させた後、安息香酸フェニル等のカップリング剤を添加して、S−T−S型ブロック共重合体(Z)を得る方法;
(4)シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、20〜100℃の温度条件下で、t−ブチルスチレン、スチレン、共役ジエンを所望の順番で各1回以上逐次添加し、3種類以上のブロックからなるブロック共重合体(Z)を得る方法;
等が採用される。
In order to produce the block copolymer (Z 0 ) by living anionic polymerization,
(1) An aromatic vinyl compound, a conjugated diene, and an aromatic vinyl compound are sequentially polymerized in a nonpolar solvent such as cyclohexane in the presence of an anionic polymerization initiator at a temperature of 20 to 100 ° C., and S 0 − Method for obtaining a T-S 0 type triblock copolymer (Z 0 ) (wherein S 0 and T represent a block (S 0 ) and a hydrophobic block (T), respectively, the same shall apply hereinafter);
(2) A coupling agent such as phenyl benzoate after sequential polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene in the presence of an anionic polymerization initiator in a nonpolar solvent such as cyclohexane at a temperature of 20 to 100 ° C. To obtain a S 0 -T-S 0 type triblock copolymer (Z 0 );
(3) In a nonpolar solvent such as cyclohexane, in the presence of an organic lithium compound as an anionic polymerization initiator and a polar compound (for example, THF, amine, etc.) that is an activator of a polymerization terminal anion, −30 ° C. to 30 ° C. After the aromatic vinyl compound is polymerized at the temperature of the polymer, and the resulting living polymer is polymerized with a conjugated diene, a coupling agent such as phenyl benzoate is added, and S 0 -T-S 0 type block copolymer A method for obtaining a coalescence (Z 0 );
(4) In the presence of an anionic polymerization initiator in a non-polar solvent such as cyclohexane, t-butylstyrene, styrene, and conjugated diene are sequentially added one or more times in the desired order under a temperature condition of 20 to 100 ° C. A method of obtaining a block copolymer (Z 0 ) comprising three or more types of blocks;
Etc. are adopted.

前記ブロック共重合体(Z)をリビングカチオン重合によって製造するには、
(5)ハロゲン化炭化水素および炭化水素の混合溶媒中、−78℃で、2官能性ハロゲン化開始剤を用いて、ルイス酸存在下、イソブテンをカチオン重合させた後、スチレン等の芳香族ビニル化合物を重合させて、S−T−S型トリブロック共重合体(Z)を得る方法(例えば、Macromol. Chem., Macromol. Symp. 32, 119 (1990). に記載の方法)
等が採用される。
In order to produce the block copolymer (Z 0 ) by living cationic polymerization,
(5) Cationic polymerization of isobutene in the presence of Lewis acid using a bifunctional halogenated initiator at -78 ° C in a mixed solvent of halogenated hydrocarbon and hydrocarbon, and then aromatic vinyl such as styrene. A method of polymerizing a compound to obtain a S 0 -T-S 0 type triblock copolymer (Z 0 ) (for example, a method described in Macromol. Chem., Macromol. Symp. 32, 119 (1990).)
Etc. are adopted.

不飽和炭化水素化合物が炭素−炭素二重結合を複数有する場合、通常、重合後に、疎水性ブロック(T)中には炭素−炭素二重結合が残存する。この場合、残存する炭素−炭素二重結合の一部または全部を、公知の水素添加反応によって飽和結合に変換してもよい。炭素−炭素二重結合の水素添加率は、一般に用いられている方法、例えば、H−NMR測定によって算出することができる。炭素−炭素二重結合の水素添加率は、50モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましい。 When the unsaturated hydrocarbon compound has a plurality of carbon-carbon double bonds, usually the carbon-carbon double bonds remain in the hydrophobic block (T) after polymerization. In this case, some or all of the remaining carbon-carbon double bonds may be converted to saturated bonds by a known hydrogenation reaction. The hydrogenation rate of the carbon-carbon double bond can be calculated by a commonly used method, for example, 1 H-NMR measurement. The hydrogenation rate of the carbon-carbon double bond is preferably 50 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more.

上述のようにして製造したブロック共重合体(Z)をスルホン化することによって、ブロック共重合体(Z)を製造することができる。このスルホン化は、公知の方法で行うことができる。スルホン化の方法としては、例えば、ブロック共重合体(Z)の溶液や懸濁液に後述するスルホン化剤を添加する方法や、ブロック共重合体(Z)にガス状のスルホン化剤を直接添加する方法が挙げられる。 A block copolymer (Z) can be produced by sulfonating the block copolymer (Z 0 ) produced as described above. This sulfonation can be performed by a known method. The method of sulfonation, for example, the block copolymer (Z 0) of a solution or a method of adding a sulfonating agent to be described later or a suspension, the block copolymer (Z 0) to a gaseous sulfonating agent The method of adding directly is mentioned.

スルホン化剤としては、硫酸;硫酸と脂肪族酸無水物との混合物;クロロスルホン酸;クロロスルホン酸と塩化トリメチルシリルとの混合物;三酸化硫黄;三酸化硫黄とトリエチルホスフェートとの混合物;2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸などの芳香族有機スルホン酸;等が例示される。   Sulfonating agents include: sulfuric acid; a mixture of sulfuric acid and aliphatic acid anhydride; chlorosulfonic acid; a mixture of chlorosulfonic acid and trimethylsilyl chloride; sulfur trioxide; a mixture of sulfur trioxide and triethyl phosphate; An aromatic organic sulfonic acid such as 1,6-trimethylbenzenesulfonic acid;

スルホン化に用いる溶媒としては、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素;ヘキサン等の直鎖脂肪族炭化水素;シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素;およびこれらの混合溶媒が例示できる。   Examples of the solvent used for sulfonation include halogenated hydrocarbons such as methylene chloride; linear aliphatic hydrocarbons such as hexane; cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane; and mixed solvents thereof.

<フェノール類およびホルムアルデヒド>
本発明においてフェノール類とは、フェノールまたはベンゼン環の水素原子が置換基で置換されたフェノール(以下「置換フェノール」と称する。)を意味する。置換フェノールの置換基としては、例えば、水酸基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が挙げられ、その置換基の数は、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2である。フェノール類は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。フェノール類としては、フェノール、ジヒドロキシベンゼン(即ち、1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジヒドロキシベンゼン)等が挙げられ、このうち、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)が好ましい。
<Phenols and formaldehyde>
In the present invention, the phenol means a phenol or a phenol in which a hydrogen atom of a benzene ring is substituted with a substituent (hereinafter referred to as “substituted phenol”). As a substituent of substituted phenol, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group etc. are mentioned, for example, The number of the substituents becomes like this. Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1-2. Only 1 type may be used for phenols and it may use 2 or more types together. Examples of phenols include phenol, dihydroxybenzene (that is, 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene, 1,4-dihydroxybenzene), and among these, 1,3-dihydroxybenzene (that is, Resorcinol) is preferred.

ホルムアルデヒドは、溶液として混合してもよく、パラホルムアルデヒドなどの重合体の形態で混合してもよい。ホルムアルデヒド溶液の溶媒としては、水、極性有機溶媒、および水と極性有機溶媒との混合溶媒が挙げられる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール等のアルコール;テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;アセトン、シクロヘキサノン等のケトン;等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ホルムアルデヒドは、ホルムアルデヒド溶液として混合することが好ましく、ホルムアルデヒド水溶液として混合することがより好ましい。ホルムアルデヒド水溶液を使用する場合、その濃度は、好ましくは5〜80重量%、より好ましくは10〜50重量%、さらに好ましくは37〜50重量%である。   Formaldehyde may be mixed as a solution or in the form of a polymer such as paraformaldehyde. Examples of the solvent for the formaldehyde solution include water, a polar organic solvent, and a mixed solvent of water and a polar organic solvent. Examples of the polar organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol and 2-methyl-1-propanol; ethers such as tetrahydrofuran (THF); ketones such as acetone and cyclohexanone; These may be used alone or in combination of two or more. Formaldehyde is preferably mixed as a formaldehyde solution, and more preferably mixed as a formaldehyde aqueous solution. When the aqueous formaldehyde solution is used, the concentration is preferably 5 to 80% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, and still more preferably 37 to 50% by weight.

第1工程で用いるフェノール類:ホルムアルデヒドのモル比は、1:0.1〜1:10の範囲が好ましく、1:0.5〜1:5の範囲がより好ましい。また、ホルムアルデヒドの使用量は、ブロック共重合体(Z)100重量部に対して、10〜500重量部の範囲が好ましく、30〜250の範囲がより好ましい。   The molar ratio of phenols: formaldehyde used in the first step is preferably in the range of 1: 0.1 to 1:10, and more preferably in the range of 1: 0.5 to 1: 5. Moreover, the range of 10-500 weight part is preferable with respect to 100 weight part of block copolymers (Z), and, as for the usage-amount of formaldehyde, the range of 30-250 is more preferable.

<溶媒>
第1工程で用いる溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール等のアルコール;テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;アセトン、シクロヘキサノン等のケトン;等の極性有機溶媒が好ましい。これらの極性有機溶媒は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ブロック共重合体(Z)の溶解性を向上させる目的で、前記の極性有機溶媒とトルエンなどの非極性有機溶媒とを混合して用いてもよい。また、前記の極性有機溶媒と水とを混合してもよい。
<Solvent>
As the solvent used in the first step, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol and 2-methyl-1-propanol; ethers such as tetrahydrofuran (THF); ketones such as acetone and cyclohexanone; polarities such as Organic solvents are preferred. These polar organic solvents may be used alone or in combination of two or more. For the purpose of improving the solubility of the block copolymer (Z), the above polar organic solvent and a nonpolar organic solvent such as toluene may be mixed and used. Moreover, you may mix the said polar organic solvent and water.

ブロック共重合体(Z)の溶解性の高さなどの観点から、第1工程で用いる溶媒としては、
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;THFとn−プロパノールとの混合溶媒;THFと水との混合溶媒;シクロヘキサノン;シクロヘキサノンとエタノールとの混合溶媒;トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒;トルエンと2−メチル−1−プロパノールとの混合溶媒;が好ましく、
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;THFとn−プロパノールとの混合溶媒;;シクロヘキサノン;シクロヘキサノンとエタノールとの混合溶媒;トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒;トルエンと2−メチル−1−プロパノールとの混合溶媒;がより好ましく、
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;THFとn−プロパノールとの混合溶媒;がさらに好ましい。
From the viewpoint of high solubility of the block copolymer (Z), as a solvent used in the first step,
THF; Mixed solvent of THF and ethanol; Mixed solvent of THF and n-propanol; Mixed solvent of THF and water; Cyclohexanone; Mixed solvent of cyclohexanone and ethanol; Mixed solvent of toluene and 2-propanol; A mixed solvent with 2-methyl-1-propanol;
THF; mixed solvent of THF and ethanol; mixed solvent of THF and n-propanol ;; cyclohexanone; mixed solvent of cyclohexanone and ethanol; mixed solvent of toluene and 2-propanol; toluene and 2-methyl-1-propanol And a mixed solvent with
More preferably, THF; mixed solvent of THF and ethanol; mixed solvent of THF and n-propanol;

第1工程で調製する混合物の固形分は、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜25重量%である。固形分が0.5重量%よりも低いと、生産性が悪くなる傾向があり、逆に固形分が30重量%よりも高いと、得られる混合物の粘度が上昇して、取り扱いが困難になる場合がある。混合物の粘度は、好ましくは20Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下である。混合物の粘度が20Pa・sを超えると、その取り扱いが困難になる傾向がある。   The solid content of the mixture prepared in the first step is preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 25% by weight. If the solid content is lower than 0.5% by weight, the productivity tends to deteriorate, and conversely if the solid content is higher than 30% by weight, the viscosity of the resulting mixture increases and handling becomes difficult. There is a case. The viscosity of the mixture is preferably 20 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less. When the viscosity of the mixture exceeds 20 Pa · s, the handling tends to be difficult.

第1工程において、ブロック共重合体(Z)と、フェノール類と、ホルムアルデヒドと、溶媒とを混合する際の温度は、0〜80℃の範囲が好ましく、5〜50℃の範囲がより好ましく、10〜30℃の範囲がさらに好ましい。また、得られる多孔質炭素の細孔の均質性を高める観点から、混合時間は1〜72時間の範囲とすることが好ましく、10〜30時間の範囲とすることがより好ましい。   In the first step, the temperature at the time of mixing the block copolymer (Z), the phenols, formaldehyde, and the solvent is preferably in the range of 0 to 80 ° C, more preferably in the range of 5 to 50 ° C, The range of 10-30 degreeC is further more preferable. Moreover, from the viewpoint of improving the homogeneity of the pores of the obtained porous carbon, the mixing time is preferably in the range of 1 to 72 hours, and more preferably in the range of 10 to 30 hours.

<好ましい組合せ>
ブロック共重合体とフェノール類とホルムアルデヒドと溶媒との好ましい組合せは、以下の通りである:
(i)ブロック共重合体(Z)
スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、ビニルビフェニル、ビニルターフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、4−フェノキシスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−4−メチルスチレン、α−メチル−4−エチルスチレンおよび1,1−ジフェニルエチレンからなる群から選ばれる芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、並びに
エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエンおよび1,3−ヘプタジエンからなる群から選ばれる不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位とを含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)
を有するブロック共重合体(Z)。
(ii)フェノール類
フェノールおよびジヒドロキシベンゼンからなる群から選ばれるフェノール類。
(iii)ホルムアルデヒド
ホルムアルデヒド溶液。
(iv)溶媒
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;THFとn−プロパノールとの混合溶媒;;THFと水との混合溶媒;シクロヘキサノン;シクロヘキサノンとエタノールとの混合溶媒;トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒;またはトルエンと2−メチル−1−プロパノールとの混合溶媒。
<Preferred combination>
A preferred combination of block copolymer, phenols, formaldehyde and solvent is as follows:
(I) Block copolymer (Z)
Styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, 2-methoxystyrene, 3- Methoxystyrene, 4-methoxystyrene, vinylbiphenyl, vinylterphenyl, vinylnaphthalene, vinylanthracene, 4-phenoxystyrene, α-methylstyrene, α-methyl-4-methylstyrene, α-methyl-4-ethylstyrene and 1 , A hydrophilic block (S) containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound selected from the group consisting of 1-diphenylethylene and having a sulfo group, and ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-he Xene, 1-heptene, 2-heptene, 1-octene, 2-octene, 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3-dimethyl- A hydrophobic block comprising a structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound selected from the group consisting of 1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene and 1,3-heptadiene, and is amorphous (T)
A block copolymer (Z).
(Ii) Phenols Phenols selected from the group consisting of phenol and dihydroxybenzene.
(Iii) Formaldehyde Formaldehyde solution.
(Iv) Solvent THF; Mixed solvent of THF and ethanol; Mixed solvent of THF and n-propanol ;; Mixed solvent of THF and water; Cyclohexanone; Mixed solvent of cyclohexanone and ethanol; Toluene and 2-propanol Mixed solvent; or mixed solvent of toluene and 2-methyl-1-propanol.

ブロック共重合体とフェノール類とホルムアルデヒドと溶媒とのより好ましい組合せは、以下の通りである:
(i)ブロック共重合体(Z)
スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、ビニルビフェニルおよびα−メチルスチレンからなる群から選ばれる芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、並びに
1,3−ブタジエン、イソブテン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエンおよび1,3−ヘプタジエンからなる群から選ばれる不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位とを含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)。
(ii)フェノール類
フェノールおよびレゾルシノールからなる群から選ばれるフェノール類。
(iii)ホルムアルデヒド
ホルムアルデヒド水溶液。
(iv)溶媒
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;THFとn−プロパノールとの混合溶媒;;シクロヘキサノン;シクロヘキサノンとエタノールとの混合溶媒;トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒;またはトルエンと2−メチル−1−プロパノールとの混合溶媒。
A more preferred combination of block copolymer, phenols, formaldehyde and solvent is as follows:
(I) Block copolymer (Z)
Styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, vinylbiphenyl and α-methylstyrene A hydrophilic block (S) containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound selected from the group consisting of and having a sulfo group, and 1,3-butadiene, isobutene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3 Derived from an unsaturated hydrocarbon compound selected from the group consisting of hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene and 1,3-heptadiene A block copolymer (Z) having a hydrophobic block (T) containing a structural unit and being amorphous.
(Ii) Phenols Phenols selected from the group consisting of phenol and resorcinol.
(Iii) Formaldehyde An aqueous formaldehyde solution.
(Iv) Solvent THF; Mixed solvent of THF and ethanol; Mixed solvent of THF and n-propanol ;; Cyclohexanone; Mixed solvent of cyclohexanone and ethanol; Mixed solvent of toluene and 2-propanol; Mixed solvent with methyl-1-propanol.

ブロック共重合体とフェノール類とホルムアルデヒドと溶媒とのさらに好ましい組合せは、以下の通りである:
(i)ブロック共重合体(Z)
スチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、ビニルビフェニルおよびα−メチルスチレンからなる群から選ばれる芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、並びに
1,3−ブタジエン、イソブテン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよび2−エチル−1,3−ブタジエンからなる群から選ばれる不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位とを含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)。
(ii)フェノール類
レゾルシノール。
(iii)ホルムアルデヒド
ホルマリン水溶液(即ち、濃度が37重量%以上であるホルムアルデヒド水溶液)。
(iv)溶媒
THF;THFとエタノールとの混合溶媒;またはTHFとn−プロパノールとの混合溶媒。
Further preferred combinations of block copolymers, phenols, formaldehyde and solvents are as follows:
(I) Block copolymer (Z)
A hydrophilic block (S) comprising a structural unit derived from an aromatic vinyl compound selected from the group consisting of styrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, vinylbiphenyl and α-methylstyrene, and having a sulfo group, and A structural unit derived from an unsaturated hydrocarbon compound selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isobutene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and 2-ethyl-1,3-butadiene. And a block copolymer (Z) having a hydrophobic block (T) which is amorphous.
(Ii) Phenols Resorcinol.
(Iii) Formaldehyde aqueous solution of formalin (ie, an aqueous solution of formaldehyde having a concentration of 37% by weight or more).
(Iv) Solvent THF; Mixed solvent of THF and ethanol; or Mixed solvent of THF and n-propanol.

[第2工程]
第2工程では、得られた混合物から溶媒を除去して、固形物を得る。溶媒除去の方法としては、公知の方法、例えば、(1)室温での自然乾燥、(2)加熱、(3)減圧、または(4)加熱および減圧の組合せが挙げられる。混合物はガラス、シリコンウエハ等の基板上に塗工後に、前記の手法を用いて溶媒を除去してもよい。基板への塗工手法としては、公知の方法、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティングが用いられる。溶媒除去のために加熱する場合、その温度は、好ましくは30〜150℃、より好ましくは60〜120℃である。溶媒除去のために減圧する場合、その圧力は、好ましくは0.01〜100Torr、より好ましくは0.1〜10Torrである。第2工程に要する時間は、好ましくは1〜100時間、より好ましくは10〜50時間である。溶媒除去は、大気雰囲気下で混合物を加熱することによって行うことが好ましい。固形物を100℃に保持した際、重量減少率が1分間あたり0.1%以下になるまで、溶媒を除去することが好ましい。
[Second step]
In the second step, the solvent is removed from the obtained mixture to obtain a solid. Examples of the method for removing the solvent include known methods such as (1) natural drying at room temperature, (2) heating, (3) reduced pressure, or (4) combination of heating and reduced pressure. After the mixture is coated on a substrate such as glass or silicon wafer, the solvent may be removed using the above-described method. As a method for coating the substrate, a known method such as a bar coater, a roll coater, a gravure coater, dip coating, spin coating or spray coating is used. When heating to remove the solvent, the temperature is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 60 to 120 ° C. When the pressure is reduced to remove the solvent, the pressure is preferably 0.01 to 100 Torr, more preferably 0.1 to 10 Torr. The time required for the second step is preferably 1 to 100 hours, more preferably 10 to 50 hours. Solvent removal is preferably performed by heating the mixture in an air atmosphere. When the solid is kept at 100 ° C., it is preferable to remove the solvent until the weight reduction rate is 0.1% or less per minute.

加熱によって混合物の溶媒を除去する場合、第2工程および第3工程の加熱を続けて行ってもよい。即ち、加熱によって混合物の溶媒を除去した後も、そのまま加熱を続けて(場合によりさらに昇温して)、多孔質炭素を形成してもよい。   When the solvent of the mixture is removed by heating, the heating in the second step and the third step may be continued. That is, even after the solvent of the mixture is removed by heating, heating may be continued as it is (in some cases, the temperature is further raised) to form porous carbon.

[第3工程]
第3工程では、得られた固形物を加熱して、多孔質炭素を得る。得られる多孔質炭素は、好ましくは、細孔径が10〜50nmである多数の細孔を規則的に有する。
[Third step]
In the third step, the obtained solid is heated to obtain porous carbon. The obtained porous carbon preferably has regularly a large number of pores having a pore diameter of 10 to 50 nm.

第3工程の加熱は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。加熱温度は、好ましくは300〜1200℃、より好ましくは400〜1000℃である。加熱時間は、好ましくは30分〜12時間である。   The heating in the third step is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The heating temperature is preferably 300 to 1200 ° C, more preferably 400 to 1000 ° C. The heating time is preferably 30 minutes to 12 hours.

[第4工程]
第4工程では、得られた多孔質炭素を賦活して、活性炭を得る。多孔質炭素の賦活のために、公知の方法(薬品賦活、ガス賦活)を使用することができる。薬品賦活は、一般に、薬品(塩化亜鉛、リン酸、アルカリ金属水酸化物等)を浸透させた多孔質炭素を加熱することによって行われる。ガス賦活は、一般に、高温(例えば、700〜1000℃)で、多孔質炭素をガス(水蒸気、二酸化炭素、空気、燃焼ガス等)と接触させることによって行われる。
[Fourth step]
In the fourth step, the obtained porous carbon is activated to obtain activated carbon. For the activation of the porous carbon, a known method (chemical activation, gas activation) can be used. The chemical activation is generally performed by heating porous carbon infiltrated with chemicals (zinc chloride, phosphoric acid, alkali metal hydroxide, etc.). The gas activation is generally performed by bringing porous carbon into contact with a gas (water vapor, carbon dioxide, air, combustion gas, etc.) at a high temperature (for example, 700 to 1000 ° C.).

賦活の方法としては、薬品賦活が好ましく、アルカリ金属水酸化物を用いる薬品賦活がより好ましい。好ましい態様の第4工程は、以下の第4−1工程〜第4−3工程を含む:
得られた多孔質炭素と、
アルカリ金属水酸化物と、
溶媒と
を混合して、分散液を得る第4−1工程;
得られた分散液から溶媒を除去して、固形物を得る第4−2工程;および
得られた固形物を400〜900℃の温度で加熱して、活性炭を得る第4−3工程。
As an activation method, chemical activation is preferable, and chemical activation using an alkali metal hydroxide is more preferable. The fourth step of the preferred embodiment includes the following steps 4-1 to 4-3:
The resulting porous carbon;
An alkali metal hydroxide,
Step 4-1 for obtaining a dispersion by mixing with a solvent;
Step 4-2 for removing the solvent from the obtained dispersion to obtain a solid; and Step 4-3 for obtaining activated carbon by heating the obtained solid at a temperature of 400 to 900 ° C.

アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウムなどが挙げられる。アルカリ金属水酸化物は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。大きな静電容量を達成し得る活性炭を製造するために、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはこれらの混合物が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。   Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cesium hydroxide and the like. Only 1 type may be used for an alkali metal hydroxide, and 2 or more types may be used together. In order to produce activated carbon that can achieve a large capacitance, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or a mixture thereof is preferred, and potassium hydroxide is more preferred.

第4−1工程で使用するアルカリ金属水酸化物の量が少なすぎると、得られる活性炭の性質にばらつきが生じることがある。逆にこの量が多すぎると、経済的でないだけではなく、得られた活性炭を電気二重層キャパシタの電極材料として用いた場合に、静電容量が低下する場合がある。従って、アルカリ金属水酸化物の使用量は、多孔質炭素1重量部に対して、1重量部以上が好ましく、1.5〜10重量部がより好ましく、2〜6重量部がさらに好ましい。   If the amount of the alkali metal hydroxide used in the step 4-1 is too small, the properties of the obtained activated carbon may vary. On the other hand, if the amount is too large, not only is it not economical, but when the obtained activated carbon is used as an electrode material for an electric double layer capacitor, the capacitance may decrease. Therefore, the amount of alkali metal hydroxide used is preferably 1 part by weight or more, more preferably 1.5 to 10 parts by weight, and further preferably 2 to 6 parts by weight with respect to 1 part by weight of porous carbon.

第4−1工程で使用する溶媒(分散溶媒)としては、水が好ましい。例えば、多孔質炭素をアルカリ金属水酸化物水溶液に添加し、混合することによって、多孔質炭素とアルカリ金属水酸化物と水との混合を行ってもよい。混合温度は、好ましくは30〜150℃、より好ましくは60〜100℃であり、混合時間は、好ましくは1〜24時間、より好ましくは2〜10時間である。   As a solvent (dispersion solvent) used at the 4th process, water is preferred. For example, the porous carbon, the alkali metal hydroxide, and water may be mixed by adding porous carbon to the alkali metal hydroxide aqueous solution and mixing them. The mixing temperature is preferably 30 to 150 ° C., more preferably 60 to 100 ° C., and the mixing time is preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 to 10 hours.

第4−2工程では、得られた分散液から溶媒を除去して、固形物を得る。溶媒除去の方法としては、公知の方法、例えば、(1)加熱、(2)減圧、または(3)これらの組合せが挙げられる。溶媒除去のために加熱する場合、その温度は、好ましくは30〜150℃、より好ましくは50〜120℃である。溶媒除去のために減圧する場合、その圧力は、好ましくは0.01〜100Torr、より好ましくは0.1〜10Torrである。第4−2工程に要する時間は、好ましくは1〜50時間、より好ましくは10〜35時間である。溶媒除去は、大気雰囲気下で分散液を加熱することによって行うことが好ましい。   In the step 4-2, the solvent is removed from the obtained dispersion to obtain a solid. Examples of the method for removing the solvent include known methods such as (1) heating, (2) reduced pressure, or (3) a combination thereof. When heating for removing the solvent, the temperature is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 50 to 120 ° C. When the pressure is reduced to remove the solvent, the pressure is preferably 0.01 to 100 Torr, more preferably 0.1 to 10 Torr. The time required for the step 4-2 is preferably 1 to 50 hours, more preferably 10 to 35 hours. Solvent removal is preferably performed by heating the dispersion in an air atmosphere.

加熱によって分散液の溶媒を除去する場合、第4−2工程および第4−3工程の加熱を続けて行ってもよい。即ち、加熱によって分散液の溶媒を除去した後も、そのまま加熱を続けて昇温して、活性炭を形成してもよい。   When removing the solvent of a dispersion liquid by heating, you may continue heating of the 4-2 process and the 4-3 process. That is, even after removing the solvent of the dispersion by heating, heating may be continued as it is to raise the temperature to form activated carbon.

第4−3工程では、得られた固形物を400〜900℃(好ましくは500〜850℃)の温度(以下「賦活温度」と称する)で加熱して、活性炭を得る。賦活温度が900℃を超えると、得られる活性炭を電気二重層キャパシタの電極として用いた場合に、静電容量が小さくなる傾向がある。また、賦活温度が400℃未満であると、得られる活性炭の電気抵抗が高くなることがある。   In the fourth step, the obtained solid is heated at a temperature of 400 to 900 ° C. (preferably 500 to 850 ° C.) (hereinafter referred to as “activation temperature”) to obtain activated carbon. When activation temperature exceeds 900 degreeC, when the activated carbon obtained is used as an electrode of an electric double layer capacitor, there exists a tendency for an electrostatic capacitance to become small. Moreover, when the activation temperature is less than 400 ° C., the obtained activated carbon may have high electrical resistance.

第4−3工程では、得られた固形物を昇温して、賦活温度に到達した後、速やかに冷却してもよいが、一定時間、該賦活温度で固形物を加熱保持することが好ましい。そこで、保持時間は、0.3〜5時間の範囲が好ましく、0.5〜3時間の範囲がより好ましい。保持時間が0.3時間未満であると、得られる活性炭の比表面積が小さくなり、一方、保持時間が5時間を超えると、得られる活性炭でグラファイト構造が発達し、これを電気二重層キャパシタの電極材料として用いた場合、静電容量が低下する傾向がある。   In the 4th-3 step, the obtained solid is heated to reach the activation temperature and then cooled quickly, but it is preferable to heat and hold the solid at the activation temperature for a certain period of time. . Therefore, the holding time is preferably in the range of 0.3 to 5 hours, and more preferably in the range of 0.5 to 3 hours. When the holding time is less than 0.3 hours, the specific surface area of the obtained activated carbon becomes small. On the other hand, when the holding time exceeds 5 hours, a graphite structure develops with the obtained activated carbon, which is used for the electric double layer capacitor. When used as an electrode material, the capacitance tends to decrease.

第4−3工程における昇温、加熱保持およびその後の冷却は、多孔質炭素の燃焼を抑制するために、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。賦活のための加熱は、固形物を定置化した固定床または回転、攪拌などの移動を伴う移動床のいずれで行ってもよく、さらにバッチ式または連続式のいずれで行ってもよい。   In order to suppress the combustion of porous carbon, it is preferable to perform the temperature rise, heat holding, and subsequent cooling in the step 4-3, for example, in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. Heating for activation may be performed either on a fixed bed in which a solid is fixed or on a moving bed accompanied by movement such as rotation and stirring, and may be performed either batchwise or continuously.

以上のようにして得られた活性炭から、その中に含まれるアルカリ金属水酸化物を除去することが好ましい。アルカリ金属水酸化物の除去は、一般に、活性炭を酸性水溶液および/または水で洗浄することによって行われる。洗浄に要する時間は、通常30分〜6時間である。   It is preferable to remove the alkali metal hydroxide contained therein from the activated carbon obtained as described above. The removal of the alkali metal hydroxide is generally performed by washing the activated carbon with an acidic aqueous solution and / or water. The time required for washing is usually 30 minutes to 6 hours.

[活性炭]
本発明は、上記製造方法によって得られた活性炭も提供する。電気二重層キャパシタ電極の静電容量を増大させる観点から、本発明の活性炭の比表面積は、1000m/g以上であることが好ましく、1500m/g以上であることがより好ましい。同様の観点から、本発明の活性炭の全細孔容積は、0.3cm/g以上であることが好ましく、0.5cm/g以上であることがより好ましい。
[Activated carbon]
The present invention also provides activated carbon obtained by the above production method. From the viewpoint of increasing the capacitance of the electric double layer capacitor electrode, the specific surface area of the activated carbon of the present invention is preferably 1000 m 2 / g or more, and more preferably 1500 m 2 / g or more. From the same viewpoint, the total pore volume of the activated carbon of the present invention is preferably 0.3 cm 3 / g or more, and more preferably 0.5 cm 3 / g or more.

多孔質炭素および活性炭の比表面積は、窒素BET吸着法(島津評論 第48巻、第1号、第35〜44頁、1991年参照)により測定することができる。また、多孔質炭素および活性炭の細孔容積(マイクロ孔容積、メソ孔容積、マクロ孔容積および全細孔容積)は窒素吸着等温線の吸着曲線からBJH法により測定することができる。具体的には、後述する実施例に記載するようにして比表面積および細孔容積を測定することができる。   The specific surface areas of porous carbon and activated carbon can be measured by a nitrogen BET adsorption method (Shimazu review 48, No. 1, pages 35-44, 1991). Moreover, the pore volume (micropore volume, mesopore volume, macropore volume, and total pore volume) of porous carbon and activated carbon can be measured by the BJH method from an adsorption curve of a nitrogen adsorption isotherm. Specifically, the specific surface area and the pore volume can be measured as described in Examples described later.

本発明の活性炭の効果(静電容量の向上)は、例えば、Ag/Agを参照電極とし、活性炭を用いた電極を作用極とし、Ptを対極とした三極式のセルを構築し、その静電容量を測定することによって確認することができる。具体的には、後述する実施例に記載するように静電容量を測定して、本発明の活性炭の効果を確認することができる。 The effect (capacitance improvement) of the activated carbon of the present invention is, for example, constructing a tripolar cell with Ag / Ag + as a reference electrode, an electrode using activated carbon as a working electrode, and Pt as a counter electrode, This can be confirmed by measuring the capacitance. Specifically, as described in the examples described later, the capacitance can be measured to confirm the effect of the activated carbon of the present invention.

本発明の活性炭は、電気二重層キャパシタの電極材料として好適である。本発明の活性炭は、その他の炭素材料(例えば、公知のカーボンブラック、活性炭)と混合して使用してもよい。   The activated carbon of the present invention is suitable as an electrode material for electric double layer capacitors. The activated carbon of the present invention may be used by mixing with other carbon materials (for example, known carbon black and activated carbon).

電極の製造方法は、特に限定されず、従来知られている製造方法を使用することができる。電極の製造方法としては、例えば、以下のようなものが挙げられる:
(1)予め活性炭の分散液を作製し、この分散液に活物質、結着剤、各種添加剤を加え更に分散させ、集電体に塗布した後、乾燥する方法、
(2)活性炭、活物質、結着剤、各種添加剤を同時に溶媒に分散させ、集電体に塗布した後、乾燥する方法、
(3)活性炭、活物質、結着剤、各種添加剤を乾式混合機により混合し、得られた混合物を加圧(例えば、圧縮成形)により集電体に結着させる方法。
The manufacturing method of an electrode is not specifically limited, The manufacturing method known conventionally can be used. Examples of the method for producing an electrode include the following:
(1) A method in which a dispersion of activated carbon is prepared in advance, an active material, a binder, and various additives are added to the dispersion and further dispersed, applied to a current collector, and then dried.
(2) Activated carbon, active material, binder, various additives are simultaneously dispersed in a solvent, applied to a current collector, and then dried.
(3) A method in which activated carbon, an active material, a binder, and various additives are mixed by a dry mixer, and the resulting mixture is bound to a current collector by pressurization (for example, compression molding).

分散溶媒としては、例えば、N−メチルピロリドン(NMP)などを使用できる。分散は、公知の分散機または混合機を使用して行えばよい。分散機または混合機としては、例えば、ボールミル、サンドミル、三本ロール、高速ディスパーザーなどの塗料作製時に使用される分散機や、ヘンシェルミキサー、遊星ボールミルなどの乾式混合機等が挙げられる。   As the dispersion solvent, for example, N-methylpyrrolidone (NMP) can be used. The dispersion may be performed using a known disperser or a mixer. Examples of the disperser or the mixer include a disperser used at the time of preparing a paint such as a ball mill, a sand mill, a three-roll, a high-speed disperser, and a dry mixer such as a Henschel mixer and a planetary ball mill.

典型的な電極の製造方法では、例えば、本発明の活性炭に、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の結着剤(バインダ)を添加した後、シート状または板状に加圧ロール成形することによって、電極を製造することができる。この時、導電材料として黒鉛粉、アセチレンブラック等を添加してもよい。このようにして製造した電極を、所望の大きさ、形状に切断しセパレータを両極の間に介在させ、容器に挿入した後、電解液を注入し、封口板、ガスケットを用いて封口を閉めることによって、単極セルを形成することができる。セパレータとしては、様々なものを使用できるが、例えば、ポリエチレン製セパレータ、ナイロン不織布製セパレータ、ポリプロピレン製不織布セパレータなどを好適に使用できる。   In a typical electrode manufacturing method, for example, the activated carbon of the present invention is bound to polyethylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride (PVDC), carboxymethylcellulose (CMC), or the like. After adding the agent (binder), the electrode can be produced by pressure roll molding into a sheet shape or a plate shape. At this time, graphite powder, acetylene black or the like may be added as a conductive material. The electrode manufactured in this manner is cut into a desired size and shape, a separator is interposed between both electrodes, inserted into a container, an electrolyte is injected, and the sealing is closed using a sealing plate and a gasket. Thus, a monopolar cell can be formed. Various separators can be used. For example, a polyethylene separator, a nylon nonwoven fabric separator, a polypropylene nonwoven fabric separator, and the like can be suitably used.

以下に、本発明について更に詳細に説明する。なお、本発明はここに説明する実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In addition, this invention is not limited to the Example demonstrated here.

1.測定方法
(1)数平均分子量の測定
以下の測定機および条件によって、ブロック共重合体(Z)の数平均分子量を測定した。
GPCシステム:東ソー社製「HLC−8220GPC」
カラム:TSKgel Super Multipore HZ−M
TSK guard Column Super MP−M
TSK gel G3000H
RI検出器:HLC−8220GPC
カラムオーブン温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
標準サンプル:標準ポリスチレンの較正曲線を用いて、換算した。
1. Measurement Method (1) Measurement of Number Average Molecular Weight The number average molecular weight of the block copolymer (Z 0 ) was measured with the following measuring machine and conditions.
GPC system: "HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSKgel Super Multipore HZ-M
TSK guard Column Super MP-M
TSK gel G3000H
RI detector: HLC-8220GPC
Column oven temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran Standard sample: Conversion was made using a calibration curve of standard polystyrene.

(2)水素添加率およびスルホン化率の測定
以下の測定機および条件によって、H−NMRを測定し、ブロック共重合体(Z)の水素添加率およびブロック共重合体(Z)のスルホン化率を算出した。
NMRシステム:日本電子製JNM−ECX400
溶媒:重水素化クロロホルム
基準ピーク:テトラメチルシラン
(2) Measurement of hydrogenation rate and sulfonation rate 1 H-NMR was measured according to the following measuring machine and conditions, and the hydrogenation rate of the block copolymer (Z 0 ) and the sulfone of the block copolymer (Z) were measured. The conversion rate was calculated.
NMR system: JEOL JNM-ECX400
Solvent: Deuterated chloroform Reference peak: Tetramethylsilane

(3)疎水性ブロック(T)の非晶性評価
ブロック共重合体(Z)の20重量%トルエン/イソプロピルアルコール(重量比5/5)溶液を調製し、離型処理済PETフィルム(三菱樹脂(株)製「MRV」)上に約350μmの厚さでコートし、熱風乾燥機にて、100℃で4分間乾燥後、25℃で離型処理済PETフィルムから剥離させて、厚さ30μmの膜を得た。得られた膜を、広域動的粘弾性測定装置(レオロジ社製「DVE−V4FTレオスペクトラー」)を使用して、引張りモード(周波数:11Hz)で、速度3℃/分で−80℃から250℃まで昇温して、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)および損失正接(tanδ)を測定した。結晶性オレフィン重合体に由来する80〜100℃における貯蔵弾性率の変化の有無から、疎水性ブロック(T)の非晶性を評価した。この結果、下記実施例および比較例で得られたすべてのブロック共重合体(Z)では、前記貯蔵弾性率の変化がなく、それらの疎水性ブロック(T)は非晶性であった。
(3) Amorphous Evaluation of Hydrophobic Block (T) A 20 wt% toluene / isopropyl alcohol (weight ratio 5/5) solution of the block copolymer (Z) was prepared, and a release-treated PET film (Mitsubishi Resin) "MRV" manufactured by Co., Ltd.) with a thickness of about 350 μm, dried in a hot air dryer at 100 ° C. for 4 minutes, and then peeled off from the release-treated PET film at 25 ° C. Film was obtained. Using the wide-range dynamic viscoelasticity measuring apparatus ("DVE-V4FT Rheospectr" manufactured by Rheology Co., Ltd.) The temperature was raised to 250 ° C., and the storage elastic modulus (E ′), loss elastic modulus (E ″), and loss tangent (tan δ) were measured. The amorphous nature of the hydrophobic block (T) was evaluated from the presence or absence of a change in storage elastic modulus at 80 to 100 ° C. derived from the crystalline olefin polymer. As a result, in all the block copolymers (Z) obtained in the following Examples and Comparative Examples, the storage elastic modulus did not change, and the hydrophobic blocks (T) were amorphous.

(4)比表面積および細孔容積の測定
日本ベル社製の自動比表面積/細孔分布測定装置「BELSORP−miniII」を使用し、液体窒素を用いて多点法でBET比表面積を測定し、パラメータCが正になる範囲で、多孔質炭素または活性炭の比表面積を算出した。また、多孔質炭素または活性炭のマイクロ孔容積(Vmicro)、メソ孔容積(Vmeso)、マクロ孔容積(Vmacro)、および全細孔容積(Vtotal)は、窒素吸着等温線の吸着曲線からBJH法を用いて算出した。比表面積および細孔容積の測定のための前処理を、100℃で24時間行った。なお、マイクロ孔とは幅が2nm以下である孔をいい、メソ孔とは幅が2nm超50nm以下である孔をいい、マクロ孔とは幅が50nm超である孔をいう。
(4) Measurement of specific surface area and pore volume Using BELLSORP-miniII, an automatic specific surface area / pore distribution measuring device manufactured by Nippon Bell Co., Ltd., measuring the BET specific surface area by a multipoint method using liquid nitrogen, The specific surface area of the porous carbon or activated carbon was calculated within the range in which the parameter C becomes positive. In addition, the micropore volume (Vmicro), mesopore volume (Vmeso), macropore volume (Vmacro), and total pore volume (Vtotal) of porous carbon or activated carbon are determined by the BJH method from the adsorption curve of the nitrogen adsorption isotherm. Used to calculate. Pretreatment for measurement of specific surface area and pore volume was performed at 100 ° C. for 24 hours. Note that a micropore refers to a hole having a width of 2 nm or less, a mesopore refers to a hole having a width greater than 2 nm and not greater than 50 nm, and a macropore refers to a hole having a width greater than 50 nm.

(5)静電容量の測定
下記実施例および比較例の活性炭、カーボンブラック(東海カーボン社製)、PTFE粉末(Dupont―Mitsui Fluorochemicals 社製)を重量比8:1:1で混合し、加圧成形したものを白金メッシュに挟み、作用極とした。1Mの硫酸を電解液とし、Ag/Agを参照電極とし、Ptを対極とした三極式のセルを用いて、定電流法にて充放電試験を実施して、電流密度100mA/gおよび400mA/gのそれぞれの静電容量を測定した。
(5) Measurement of electrostatic capacity Activated carbon, carbon black (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and PTFE powder (manufactured by Dupont-Mitsui Fluorochemicals) of the following examples and comparative examples are mixed at a weight ratio of 8: 1: 1 and pressurized. The molded product was sandwiched between platinum meshes to form a working electrode. Using a tripolar cell with 1 M sulfuric acid as the electrolyte, Ag / Ag + as the reference electrode, and Pt as the counter electrode, a charge / discharge test was conducted by a constant current method, and a current density of 100 mA / g and Each capacitance of 400 mA / g was measured.

2.ブロック共重合体(Z)およびブロック共重合体(Z)の合成
合成例1:ブロック共重合体(Z)の合成
撹拌装置付き耐圧容器を充分に窒素置換した後、充分に脱水したα−メチルスチレン172g、シクロヘキサン258.1g、n−ヘキサン28.8gおよびテトラヒドロフラン5.9gを投入した。続いて、重合溶液にsec−ブチルリチウム(1.3Mのシクロヘキサン溶液)17.5mLを添加し、−10℃で5時間重合した。5時間重合後のポリ(α−メチルスチレン)の数平均分子量をGPCにより測定したところ、ポリスチレン換算で6,400であった。次いで、重合溶液に1,3−ブタジエン27gを添加し、−10℃で30分間撹拌した後、シクロヘキサン1,703gを加えた。得られたポリブタジエンブロックの数平均分子量は3640であった。次に、重合溶液に1,3−ブタジエン303gを加え、60℃まで昇温して、2時間重合した。さらに、耐圧容器中の重合溶液に、α,α’−ジクロロ−p−キシレン(0.3Mのトルエン溶液)27.0mLを加え、60℃で1時間撹拌してカップリング反応を行い、ポリ(α−メチルスチレン)−ポリブタジエン−ポリ(α−メチルスチレン)型トリブロック共重合体(以下「mSBmS」と略記する)を合成した。得られたmSBmSの数平均分子量は74000であり、H−NMR測定から求めた1,2−結合量は43.9%、α−メチルスチレン単位の含有量は28重量%であった。またH−NMRスペクトル測定による組成分析により、ポリブタジエンブロック中にα−メチルスチレンが実質的に含まれていないことを確認した。
2. Synthesis of Block Copolymer (Z 0 ) and Block Copolymer (Z) Synthesis Example 1: Synthesis of Block Copolymer (Z 0 ) α was sufficiently dehydrated after sufficiently substituting the pressure vessel equipped with a stirrer with nitrogen. -172 g of methylstyrene, 258.1 g of cyclohexane, 28.8 g of n-hexane and 5.9 g of tetrahydrofuran were added. Subsequently, 17.5 mL of sec-butyl lithium (1.3 M cyclohexane solution) was added to the polymerization solution, and polymerization was performed at −10 ° C. for 5 hours. When the number average molecular weight of poly (α-methylstyrene) after polymerization for 5 hours was measured by GPC, it was 6,400 in terms of polystyrene. Next, 27 g of 1,3-butadiene was added to the polymerization solution and stirred for 30 minutes at −10 ° C., and then 1,703 g of cyclohexane was added. The number average molecular weight of the obtained polybutadiene block was 3640. Next, 303 g of 1,3-butadiene was added to the polymerization solution, the temperature was raised to 60 ° C., and polymerization was performed for 2 hours. Furthermore, 27.0 mL of α, α′-dichloro-p-xylene (0.3 M toluene solution) was added to the polymerization solution in the pressure vessel, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour to conduct a coupling reaction. An α-methylstyrene) -polybutadiene-poly (α-methylstyrene) type triblock copolymer (hereinafter abbreviated as “mSBmS”) was synthesized. The number average molecular weight of the obtained mSBmS was 74000, the 1,2-bond amount determined from 1 H-NMR measurement was 43.9%, and the content of α-methylstyrene unit was 28% by weight. Further, it was confirmed by composition analysis by 1 H-NMR spectrum measurement that α-methylstyrene was not substantially contained in the polybutadiene block.

充分に窒素置換した耐圧容器に、得られたmSBmSのシクロヘキサン溶液を仕込んだ後、Ni/Al系のZiegler系水素添加触媒を用いて、水素雰囲気下において80℃で5時間水素添加反応を行い、ポリ(α−メチルスチレン)−水添ポリブタジエン−ポリ(α−メチルスチレン)型トリブロック共重合体(以下、ブロック共重合体(Z−1)と称する)を得た。得られたブロック共重合体(Z−1)の水素添加率をH−NMRスペクトル測定により算出したところ、99.6%であった。 After charging the obtained mSBmS cyclohexane solution into a pressure vessel sufficiently purged with nitrogen, using a Ni / Al Ziegler-based hydrogenation catalyst, a hydrogenation reaction was performed at 80 ° C. for 5 hours in a hydrogen atmosphere. A poly (α-methylstyrene) -hydrogenated polybutadiene-poly (α-methylstyrene) type triblock copolymer (hereinafter referred to as a block copolymer (Z 0 -1)) was obtained. The resulting block copolymer hydrogenation rate of (Z 0 -1) was calculated by 1 H-NMR spectrum measurement, it was 99.6%.

合成例2:ブロック共重合体(Z)の合成
合成例1で得られたブロック共重合体(Z−1)100gを、攪拌機付きのガラス製反応容器中にて1時間真空乾燥し、次いで窒素置換した後、塩化メチレン1000mLを加え、35℃にて2時間攪拌して溶解させて、ブロック共重合体(Z−1)の塩化メチレン溶液を調製した。これとは別に、塩化メチレン41.8mL中、0℃にて無水酢酸21.0mLと硫酸9.34mLとを反応させてスルホン化剤を得た。前記ブロック共重合体(Z−1)の塩化メチレン溶液に、前記スルホン化剤を20分かけて徐々に滴下した。滴下後の反応溶液を35℃にて0.5時間攪拌して、スルホン化を行った。スルホン化後、攪拌しながら2Lの蒸留水に反応溶液を注ぎ、共重合体を析出させた。析出した共重合体を90℃の蒸留水で30分間洗浄し、次いでろ過した。この洗浄およびろ過の操作を、洗浄水のpH変化がなくなるまで繰り返し、最後にろ取した共重合体を真空乾燥して、スルホン化共重合体(以下、ブロック共重合体(Z−1)と称する)を得た。得られたブロック共重合体(Z−1)のスルホン化率は27mol%、イオン交換容量は0.8meq/gであった。
Synthesis Example 2: Synthesis of Block Copolymer (Z) 100 g of the block copolymer (Z 0 -1) obtained in Synthesis Example 1 was vacuum-dried in a glass reaction vessel equipped with a stirrer for 1 hour, and then After nitrogen substitution, 1000 mL of methylene chloride was added and dissolved by stirring at 35 ° C. for 2 hours to prepare a methylene chloride solution of the block copolymer (Z 0 -1). Separately, 21.0 mL of acetic anhydride and 9.34 mL of sulfuric acid were reacted in 41.8 mL of methylene chloride at 0 ° C. to obtain a sulfonating agent. The sulfonating agent was gradually added dropwise over 20 minutes to a methylene chloride solution of the block copolymer (Z 0 -1). The reaction solution after the dropping was stirred at 35 ° C. for 0.5 hour to perform sulfonation. After sulfonation, the reaction solution was poured into 2 L of distilled water while stirring to precipitate a copolymer. The precipitated copolymer was washed with distilled water at 90 ° C. for 30 minutes and then filtered. This washing and filtration operation is repeated until there is no change in the pH of the washing water, and the finally collected copolymer is vacuum-dried to obtain a sulfonated copolymer (hereinafter referred to as block copolymer (Z-1)). Obtained). The resulting block copolymer (Z-1) had a sulfonation rate of 27 mol% and an ion exchange capacity of 0.8 meq / g.

合成例3:ブロック共重合体(Z)の合成
スルホン化の反応温度を25℃に、反応時間を7時間に変更した以外は、合成例2と同様にして、ブロック共重合体(Z−1)のスルホン化を行った。得られたスルホン化共重合体(以下、ブロック共重合体(Z−2)と称する)のスルホン化率は50mol%、イオン交換容量は1.06meq/gであった。
Synthesis Example 3: Synthesis of Block Copolymer (Z) A block copolymer (Z 0 − was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the reaction temperature for sulfonation was changed to 25 ° C. and the reaction time was changed to 7 hours. The sulfonation of 1) was performed. The resulting sulfonated copolymer (hereinafter referred to as block copolymer (Z-2)) had a sulfonation rate of 50 mol% and an ion exchange capacity of 1.06 meq / g.

3.活性炭の製造および評価
実施例1
まず、以下のようにして多孔質炭素を製造した。詳しくは、磁気撹拌子を入れたテフロン(登録商標)製の容量30mLの広口瓶に、THF9.0mLを添加し、20℃にてマグネチックスターラーで該THFを撹拌しながら、レゾルシノール0.66g(和光純薬工業社製)、合成例2で得られたブロック共重合体(Z−1)0.2gを順に添加し、溶解させた。撹拌を続けながら、この溶液に37重量%のホルマリン水溶液0.63g(和光純薬工業社製)を添加して、広口瓶に蓋をしたのち、20℃でさらに24時間攪拌することで、析出した固体を含む液からなる混合物を得た(第1工程)。得られた混合物を室温で12時間静置する自然乾燥によって、大部分の溶媒を除去した後、さらに90℃で36時間加熱することによって溶媒を除去して、固形物を得た(第2工程)。次いで得られた固形物を、窒素雰囲気下、速度1.4℃/分で500℃まで昇温し、500℃で3時間加熱して、粉末状の多孔質炭素(Q−1)0.37gを得た(第3工程)。多孔質炭素(Q−1)の比表面積は295m/g、Vmicroは0.06cm/g、Vmesoは0.17cm/g、Vmacroは0.02cm/g、Vtotalは0.25cm/gであった。走査型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−1)の観察から、20nm程度の均一な細孔が確認された。
3. Production and evaluation of activated carbon Example 1
First, porous carbon was produced as follows. Specifically, 9.0 mL of THF was added to a 30 mL wide-mouth bottle made of Teflon (registered trademark) containing a magnetic stir bar, and 0.66 g of resorcinol (20 ° C.) was stirred with a magnetic stirrer. Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.2 g of the block copolymer (Z-1) obtained in Synthesis Example 2 were sequentially added and dissolved. While continuing stirring, 0.63 g of 37% by weight formalin aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to this solution, and after capping the wide-mouthed bottle, stirring was further performed at 20 ° C. for 24 hours. A mixture comprising a liquid containing the obtained solid was obtained (first step). The resulting mixture was allowed to stand at room temperature for 12 hours to remove most of the solvent by natural drying, and further heated at 90 ° C. for 36 hours to remove the solvent to obtain a solid (second step). ). Next, the obtained solid was heated to 500 ° C. at a rate of 1.4 ° C./min in a nitrogen atmosphere and heated at 500 ° C. for 3 hours to obtain 0.37 g of powdered porous carbon (Q-1). Was obtained (third step). The specific surface area 295m 2 / g of the porous carbon (Q-1), Vmicro is 0.06cm 3 / g, Vmeso is 0.17cm 3 / g, Vmacro is 0.02cm 3 / g, Vtotal is 0.25 cm 3 / G. Observation of the porous carbon (Q-1) with a scanning electron microscope confirmed uniform pores of about 20 nm.

次いで、多孔質炭素(Q−1)の薬品賦活を実施した。詳しくは、磁気撹拌子を入れたテフロン(登録商標)製の容量50mLの広口瓶に、得られた多孔質炭素(Q−1)0.3gと1Mの水酸化カリウム水溶液28gを添加し、蓋をして、マグネチックスターラーを用いて90℃で6時間撹拌した(第4−1工程)。次いで、蓋を開けて90℃で24時間加熱することによって溶媒を除去して、固形物2.4gを得た(第4−2工程)。得られた固形物を、窒素雰囲気下、速度12.8℃/分で500℃まで昇温し、500℃で1時間加熱後、速度12.8℃/分で室温まで降温することで活性炭を得た(第4−3工程)。得られた活性炭を、ろ液のpHが7になるまで水で洗浄した後、90℃で乾燥した。   Next, chemical activation of porous carbon (Q-1) was performed. Specifically, 0.3 g of the obtained porous carbon (Q-1) and 28 g of 1M aqueous potassium hydroxide solution were added to a 50 mL wide-mouth bottle made of Teflon (registered trademark) containing a magnetic stir bar, and the lid And stirred for 6 hours at 90 ° C. using a magnetic stirrer (step 4-1). Next, the solvent was removed by opening the lid and heating at 90 ° C. for 24 hours to obtain 2.4 g of a solid (step 4-2). The obtained solid was heated to 500 ° C. at a rate of 12.8 ° C./min in a nitrogen atmosphere, heated at 500 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 12.8 ° C./min to obtain activated carbon. Obtained (step 4-3). The obtained activated carbon was washed with water until the pH of the filtrate reached 7, and then dried at 90 ° C.

実施例2
ブロック共重合体(Z−1)0.2gに代えて、ブロック共重合体(Z−2)0.2gを用いた以外は実施例1と同様にして、粉末状の多孔質炭素(Q−2)0.36gを得た。得られた多孔質炭素(Q−2)の比表面積は373m/g、Vmicroは0.07cm/g、Vmesoは0.24cm/g、Vmacroは0.04cm/g、Vtotalは0.35cm/gであった。走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−2)の観察から、20nm程度の均一な細孔が確認された(図1、図2)。
Example 2
Powdered porous carbon (Q-) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.2 g of the block copolymer (Z-2) was used instead of 0.2 g of the block copolymer (Z-1). 2) 0.36 g was obtained. The specific surface area of the obtained porous carbon (Q-2) is 373 m 2 / g, Vmicro is 0.07 cm 3 / g, Vmeso is 0.24 cm 3 / g, Vmacro is 0.04 cm 3 / g, and Vtotal is 0. It was .35 cm 3 / g. Observation of porous carbon (Q-2) with a scanning electron microscope and a transmission electron microscope confirmed uniform pores of about 20 nm (FIGS. 1 and 2).

次いで、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、多孔質炭素(Q−2)0.3gを用いた以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに得られた活性炭の水洗浄および乾燥を行った。   Then, in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), chemical activation and the obtained activated carbon were performed in the same manner as in Example 1 except that 0.3 g of porous carbon (Q-2) was used. Water washing and drying were performed.

実施例3
第3工程において、800℃まで昇温し、800℃で3時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、粉末状の多孔質炭素(Q−3)を得た。得られた多孔質炭素(Q−3)の比表面積は567m/g、Vmicroは0.06cm/g、Vmesoは0.23cm/g、Vmacroは0.02cm/g、Vtotalは0.31cm/gであった。走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−3)の観察から、20nm程度の均一な細孔が確認された(図1、図2)。
Example 3
In the third step, powdery porous carbon (Q-3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised to 800 ° C. and heated at 800 ° C. for 3 hours. The resulting porous carbon (Q-3) the specific surface area of 567m 2 / g, Vmicro is 0.06cm 3 / g, Vmeso is 0.23cm 3 / g, Vmacro is 0.02cm 3 / g, Vtotal 0 It was .31 cm 3 / g. Observation of porous carbon (Q-3) with a scanning electron microscope and a transmission electron microscope confirmed uniform pores of about 20 nm (FIGS. 1 and 2).

次いで、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、多孔質炭素(Q−3)0.3gを用いた点、および第4−3工程において、800℃まで昇温し、800℃で1時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに得られた活性炭の水洗浄および乾燥を行った。   Next, in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), 0.3 g of porous carbon (Q-3) was used, and in Step 4-3, the temperature was raised to 800 ° C., and 800 ° C. In the same manner as in Example 1 except that heating was performed for 1 hour, the activated carbon obtained was washed with water and dried.

実施例4
ブロック共重合体(Z−1)0.2gに代えて、ブロック共重合体(Z−2)0.2gを用いた点、および第3工程において、800℃まで昇温し、800℃で3時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、粉末状の多孔質炭素(Q−4)を得た。得られた多孔質炭素(Q−4)の比表面積は261m/g、Vmicroは0.04cm/g、Vmesoは0.11cm/g、Vmacroは0.02cm/g、Vtotalは0.17cm/gであった。走査型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−4)の観察から、20nm程度の均一な細孔が確認された。
Example 4
In place of 0.2 g of block copolymer (Z-1), 0.2 g of block copolymer (Z-2) was used, and in the third step, the temperature was raised to 800 ° C., and 3 at 800 ° C. Except for the time heating, it carried out similarly to Example 1, and obtained powdery porous carbon (Q-4). The resulting porous carbon (Q-4) of the specific surface area of 261m 2 / g, Vmicro is 0.04cm 3 / g, Vmeso is 0.11cm 3 / g, Vmacro is 0.02cm 3 / g, Vtotal 0 It was .17 cm 3 / g. Observation of porous carbon (Q-4) with a scanning electron microscope confirmed uniform pores of about 20 nm.

次いで、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、多孔質炭素(Q−4)0.3gを用いた点、および第4−3工程において、800℃まで昇温し、800℃で1時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに得られた活性炭の水洗浄および乾燥を行った。   Then, in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), 0.3 g of porous carbon (Q-4) was used, and in Step 4-3, the temperature was raised to 800 ° C., and 800 ° C. In the same manner as in Example 1 except that heating was performed for 1 hour, the activated carbon obtained was washed with water and dried.

実施例5
磁気撹拌子を入れたテフロン(登録商標)製の容量30mLの広口瓶に、THF4.5mLを添加し、20℃にてマグネチックスターラーでTHFを撹拌しながら、レゾルシノール0.66g(和光純薬工業社製)、合成例2で得られたブロック共重合体(Z−1)0.54gを順に添加し、溶解させた。撹拌を続けながら、この溶液に37重量%のホルマリン水溶液0.62g(和光純薬工業社製)を添加して、広口瓶に蓋をしたのち、30℃で4時間攪拌することで、均一な液状の混合物を得た(第1工程)。スピンコーター(アクテス社製「ASC−4000W」)を、回転数1000rpmおよび回転時間60秒の条件で用いて、得られた混合物をシリコン基板上に塗布し、90℃で1時間加熱することによって溶媒を除去して、薄膜(即ち、固形物)を得た(第2工程)。次いで固形物を、窒素雰囲気下、速度1.4℃/分で500℃まで昇温し、500℃で3時間加熱して、薄膜状の多孔質炭素(Q−5)を得た(第3工程)。走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−5)の観察から、20nm程度の均一な細孔が確認された(図1、図2)。
Example 5
To a Teflon (registered trademark) 30-mL wide-mouth bottle containing a magnetic stir bar, add 4.5 mL of THF and stir the THF with a magnetic stirrer at 20 ° C., 0.66 g of resorcinol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) And 0.54 g of the block copolymer (Z-1) obtained in Synthesis Example 2 were sequentially added and dissolved. While continuing stirring, 0.62 g of 37% by weight formalin aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to this solution, and after capping the wide-mouthed bottle, stirring was performed at 30 ° C. for 4 hours. A liquid mixture was obtained (first step). Using a spin coater (“ASC-4000W” manufactured by Actes Co., Ltd.) under the conditions of a rotation speed of 1000 rpm and a rotation time of 60 seconds, the obtained mixture was applied onto a silicon substrate and heated at 90 ° C. for 1 hour. Was removed to obtain a thin film (that is, a solid) (second step). Next, the solid was heated to 500 ° C. at a rate of 1.4 ° C./min in a nitrogen atmosphere and heated at 500 ° C. for 3 hours to obtain thin film-like porous carbon (Q-5) (third Process). Observation of porous carbon (Q-5) with a scanning electron microscope and a transmission electron microscope confirmed uniform pores of about 20 nm (FIGS. 1 and 2).

次いで、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、薄膜状の多孔質炭素(Q−5)0.3gを用いた点、および第4−3工程において、800℃まで昇温し、800℃で1時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに得られた活性炭の水洗浄および乾燥を行った。   Next, in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), 0.3 g of thin film-like porous carbon (Q-5) was used, and in step 4-3, the temperature was raised to 800 ° C. Except for heating at 800 ° C. for 1 hour, chemical activation and water washing and drying of the obtained activated carbon were performed in the same manner as in Example 1.

比較例1
磁気撹拌子を入れたテフロン(登録商標)製の容量30mLの広口瓶に、非イオン性ブロック共重合体7.0g(BASF社製「F127」、数平均分子量12600)およびエタノール40gを添加し、マグネチックスターラーで撹拌することで溶液を調製した。撹拌を続けながら、この溶液にレゾルシノール6.6g(和光純薬工業社製)を添加し、20℃で30分間撹拌したのち、37重量%のホルマリン水溶液6.0g(和光純薬工業社製)を添加し、さらに20℃で30分間撹拌した。撹拌を続けながら、次いで、5Mの塩酸0.55gを添加し、さらに72時間撹拌することで、析出した固体を含む液からなる混合物を得た(第1工程)。得られた混合物を室温で12時間静置する自然乾燥によって大部分の溶媒を除去した後、さらに90℃で36時間加熱することによって溶媒を除去して、固形物を得た(第2工程)。次いで固形物を、窒素雰囲気下、速度1.4℃/分で800℃まで昇温し、800℃で3時間加熱して、粉末状の多孔質炭素(Q−6)0.46gを得た(第3工程)。多孔質炭素(Q−6)の比表面積は694m/g、Vmicroは0.16cm/g、Vmesoは0.48cm/g、Vmacroは0.02cm/g、Vtotalは0.66cm/gであった。走査型電子顕微鏡による多孔質炭素(Q−6)の観察から、6nm程度の均一な細孔が確認された。
Comparative Example 1
To a Teflon (registered trademark) 30 mL wide-mouth bottle containing a magnetic stir bar, 7.0 g of nonionic block copolymer (“F127” manufactured by BASF, number average molecular weight 12600) and 40 g of ethanol were added. A solution was prepared by stirring with a magnetic stirrer. While continuing stirring, 6.6 g of resorcinol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to this solution, stirred at 20 ° C. for 30 minutes, and then 6.0 g of 37% by weight aqueous formalin solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). And stirred at 20 ° C. for 30 minutes. While continuing stirring, 0.55 g of 5M hydrochloric acid was then added, and the mixture was further stirred for 72 hours to obtain a mixture comprising a liquid containing the precipitated solid (first step). Most of the solvent was removed by natural drying by allowing the resulting mixture to stand at room temperature for 12 hours, and then the solvent was removed by heating at 90 ° C. for 36 hours to obtain a solid (second step). . Next, the solid was heated to 800 ° C. at a rate of 1.4 ° C./min under a nitrogen atmosphere and heated at 800 ° C. for 3 hours to obtain 0.46 g of powdery porous carbon (Q-6). (Third step). The specific surface area 694m 2 / g of the porous carbon (Q-6), Vmicro is 0.16cm 3 / g, Vmeso is 0.48cm 3 / g, Vmacro is 0.02cm 3 / g, Vtotal is 0.66 cm 3 / G. Observation of porous carbon (Q-6) with a scanning electron microscope confirmed uniform pores of about 6 nm.

次いで、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、多孔質炭素(Q−6)0.3gを用いた点、および第4−3工程において、800℃まで昇温し、800℃で1時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに得られた活性炭の水洗浄および乾燥を行った。   Then, in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), 0.3 g of porous carbon (Q-6) was used, and in Step 4-3, the temperature was raised to 800 ° C., and 800 ° C. In the same manner as in Example 1 except that heating was performed for 1 hour, the activated carbon obtained was washed with water and dried.

比較例2
市販の活性炭(Norit社製「SX−II」、比表面積1047m/g、Vmicroは0.43cm/g、Vmesoは0.24cm/g、Vmacroは0.34cm/g、Vtotalは1.01cm/g)の比表面積をさらに高めるため、多孔質炭素(Q−1)0.3gに代えて、上記活性炭0.3gを用いた点、および第4−3工程において、800℃まで昇温し、800℃で1時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、薬品賦活並びに賦活した活性炭の水洗浄および乾燥を行った。
Comparative Example 2
Commercially available activated carbon (“SX-II” manufactured by Norit, specific surface area 1047 m 2 / g, Vmicro is 0.43 cm 3 / g, Vmeso is 0.24 cm 3 / g, Vmacro is 0.34 cm 3 / g, and Vtotal is 1 In order to further increase the specific surface area of 0.01 cm 3 / g), in place of 0.3 g of porous carbon (Q-1), 0.3 g of the activated carbon is used, and in step 4-3, up to 800 ° C. Except that the temperature was raised and the mixture was heated at 800 ° C. for 1 hour, in the same manner as in Example 1, the chemical activation and the activated activated carbon were washed with water and dried.

上述の方法によって測定した活性炭の比表面積、細孔容積および静電容量のデータを表1に示す。また、使用した共重合体および第4−3工程での賦活条件も表1に記載する。   Table 1 shows data on the specific surface area, pore volume and capacitance of the activated carbon measured by the method described above. Table 1 also shows the copolymer used and the activation conditions in Step 4-3.

表1に示す結果から、実施例1〜5の活性炭を用いて得られる電気二重層キャパシタは、比較例1および2の活性炭を用いて得られる電気二重層キャパシタよりも、高い静電容量を有することが分かる。   From the results shown in Table 1, the electric double layer capacitors obtained using the activated carbons of Examples 1 to 5 have a higher capacitance than the electric double layer capacitors obtained using the activated carbons of Comparative Examples 1 and 2. I understand that.

Claims (5)

以下の第1工程〜第4工程を含むことを特徴とする活性炭の製造方法:
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、且つスルホ基を有する親水性ブロック(S)、および不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含み、且つ非晶性である疎水性ブロック(T)を有するブロック共重合体(Z)と、
フェノール類と、
ホルムアルデヒドと、
溶媒と
を混合して、混合物を得る第1工程;
得られた混合物から溶媒を除去して、固形物を得る第2工程;
得られた固形物を加熱して、多孔質炭素を得る第3工程;および
得られた多孔質炭素を賦活して、活性炭を得る第4工程。
The manufacturing method of activated carbon characterized by including the following 1st processes-4th processes:
Hydrophobic block (T) containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound and having a sulfo group and a structural block derived from an unsaturated hydrocarbon compound and being amorphous A block copolymer (Z) having
Phenols,
With formaldehyde,
A first step of mixing with a solvent to obtain a mixture;
A second step of removing the solvent from the resulting mixture to obtain a solid;
A third step of heating the obtained solid to obtain porous carbon; and a fourth step of activating the obtained porous carbon to obtain activated carbon.
第3工程において、得られた固形物を300〜1200℃の温度で加熱する請求項1に記載の活性炭の製造方法。   The manufacturing method of the activated carbon of Claim 1 which heats the obtained solid substance at the temperature of 300-1200 degreeC in a 3rd process. 第4工程が、以下の第4−1工程〜第4−3工程を含む請求項1または2に記載の活性炭の製造方法:
得られた多孔質炭素と、
アルカリ金属水酸化物と、
溶媒と
を混合して、分散液を得る第4−1工程;
得られた分散液から溶媒を除去して、固形物を得る第4−2工程;および
得られた固形物を400〜900℃の温度で加熱して、活性炭を得る第4−3工程。
The method for producing activated carbon according to claim 1 or 2, wherein the fourth step includes the following steps 4-1 to 4-3:
The resulting porous carbon;
An alkali metal hydroxide,
Step 4-1 for obtaining a dispersion by mixing with a solvent;
Step 4-2 for removing the solvent from the obtained dispersion to obtain a solid; and Step 4-3 for obtaining activated carbon by heating the obtained solid at a temperature of 400 to 900 ° C.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法によって得られた活性炭。   Activated carbon obtained by the production method according to claim 1. 比表面積が1000m/g以上であり、全細孔容積が0.3cm/g以上である請求項4に記載の活性炭。 The activated carbon according to claim 4, wherein the specific surface area is 1000 m 2 / g or more and the total pore volume is 0.3 cm 3 / g or more.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015175584A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Georgia-Pacific Chemicals Llc Activated carbon products and methods for making and using same
JP2016124769A (en) * 2015-01-06 2016-07-11 株式会社クラレ Nitrogen-containing porous carbon and catalyst
JP2019517145A (en) * 2016-05-20 2019-06-20 エイブイエックス コーポレイション Multi-cell ultra capacitor
WO2022059594A1 (en) 2020-09-17 2022-03-24 デンカ株式会社 Porous carbon material and production method therefor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005314223A (en) * 2004-03-30 2005-11-10 Kobe Steel Ltd Porous carbon material and method for producing the same
JP2011207722A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Active carbon for electric double layer capacitor electrode and method of manufacturing the same
JP2012101948A (en) * 2010-11-05 2012-05-31 Kansai Coke & Chem Co Ltd Method for producing activated carbon

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005314223A (en) * 2004-03-30 2005-11-10 Kobe Steel Ltd Porous carbon material and method for producing the same
JP2011207722A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Active carbon for electric double layer capacitor electrode and method of manufacturing the same
JP2012101948A (en) * 2010-11-05 2012-05-31 Kansai Coke & Chem Co Ltd Method for producing activated carbon

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6015046404; 田中俊輔: '有機鋳型法による規則性メソポーラスカーボンの合成-構造・形態制御' Adsorption News Vol.25, No.4, 20120427, p.18-25 *
JPN6015046406; Nagy L. TRAD et al.: 'Novel block copolymer templates for tuning mesopore connectivity in cage-type mesoporous silica film' Journal of Materials Chemistry Vol.22, No.37, 20121007, p.20008-20016 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015175584A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Georgia-Pacific Chemicals Llc Activated carbon products and methods for making and using same
JP2016124769A (en) * 2015-01-06 2016-07-11 株式会社クラレ Nitrogen-containing porous carbon and catalyst
JP2019517145A (en) * 2016-05-20 2019-06-20 エイブイエックス コーポレイション Multi-cell ultra capacitor
JP2022058783A (en) * 2016-05-20 2022-04-12 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション Multi-cell ultracapacitor
JP7441249B2 (en) 2016-05-20 2024-02-29 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション multicell ultracapacitor
WO2022059594A1 (en) 2020-09-17 2022-03-24 デンカ株式会社 Porous carbon material and production method therefor
KR20230067598A (en) 2020-09-17 2023-05-16 덴카 주식회사 Porous carbon material and manufacturing method thereof

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