JP2950781B2 - 多孔質メソカーボンマイクロビーズ - Google Patents
多孔質メソカーボンマイクロビーズInfo
- Publication number
- JP2950781B2 JP2950781B2 JP8254716A JP25471696A JP2950781B2 JP 2950781 B2 JP2950781 B2 JP 2950781B2 JP 8254716 A JP8254716 A JP 8254716A JP 25471696 A JP25471696 A JP 25471696A JP 2950781 B2 JP2950781 B2 JP 2950781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- mesocarbon microbeads
- porous
- present
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な多孔質炭素系
物質に係るものであり、より詳しくは多孔質化して高比
表面積を有することとなった新規な形態のメソカーボン
マイクロビーズに係るものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、石炭系タールピッチあるいは石
油系重質油ピッチ等のピッチ類を約３５０〜４５０℃の
温度条件下で加熱処理すると、光学的に等方性であるピ
ッチ中から光学的異方性の小球体が発生し成長するが、
この小球体を凝集させることなく残余のピッチから分離
したものは一般にメソカーボンマイクロビーズと称され
ている（炭素 ＮＯ．７２（１９７３）の第３〜７頁参
照）。このピッチ類が加熱によって炭化する過程であら
われる光学的異方性小球体は、高分子量の縮合多環芳香
族化合物が層状に配列し、これが積層した、いわゆる黒
鉛結晶と類似の構造をもつものであって、黒鉛結晶の前
駆体といわれている。この小球体は有機溶剤に難溶であ
るので、例えば溶剤分別等の手段によりピッチマトリッ
クスから分離することによりメソカーボンマイクロビー
ズとして単離取得される。 【０００３】このメソカーボンマイクロビーズは、小球
体という形状的特徴および黒鉛類似の構造を有するこ
と、更には高化学活性であること等の特徴を活かして種
々の用途が期待されており、例えば高密度炭素材、高選
択性触媒あるいはガスクロマトグラフィー又は液体クロ
マトグラフィーの充填材等への利用が考えられている
（特開昭５６−９６７１０号公報参照）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メソカ
ーボンマイクロビーズの表面は比較的平滑な為に上記の
如き種々の用途に利用する際、今一つ応用範囲が狭い難
点があり、例えばガスクロマトグラフィー又は液体クロ
マトグラフィー等の充填材に応用するには比表面積が小
さ過ぎる問題があり、未だ実用化されるには到っていな
い。 【０００５】そこで、本発明者等は上記課題を解決すべ
く鋭意検討の結果、特定処理により高比表面積を有する
メソカーボンマイクロビーズを取得し得ることを見い出
し、その結果、多孔質メソカーボンマイクロビーズをは
じめて実現せしめることに成功して本発明に到達した。 【０００６】本発明の目的は、高比表面積を有する多孔
質メソカーボンマイクロビーズを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】しかして、かかる目的を
充足する本発明の要旨は、ピッチ類を加熱して得られ
る、光学的異方性を有する小球体であって、かつ比表面
積が２００〜７００ｍ 2 ／ｇである多孔質メソカーボン
マイクロビーズにある。この多孔質メソカーボンマイク
ロビーズは、ピッチ類を加熱処理することによりマトリ
ックスピッチ中にメソフェース小球体を含有するピッチ
体を形成し、該ピッチ体に芳香族系油を添加し、マトリ
ックスピッチとメソフェース小球体を分別することなく
該ピッチ体を１００〜４００℃で加熱処理した後メソフ
ェース小球体を分離することによって得られる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを製造する
ための原料には特に制限はなく、広く一般に用いられて
いる原料、例えば石炭系タールやピッチ、あるいは石油
系重質油やピッチなどのピッチ類が用いられる。これら
のピッチ類を、好ましくはちっ素気流中、３５０〜５０
０℃で０．５〜１０時間加熱処理を行ない、マトリック
スピッチ中にメソフェース小球体を通常１〜２５重量％
含有するピッチ体を得る。 【０００９】次に、得られたメソフェース小球体含有ピ
ッチ体に、ピッチ体１重量部に対して芳香族系油を０．
１〜１０重量部、より好ましくは０．３〜５重量部、最
も好ましいのは１〜２重量部添加混合し、次いで芳香族
系油の添加混合されたピッチ体を更に加熱処理するが、
本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを取得する
為には、この再度の加熱処理の際にマトリックスピッチ
とメソフェース小球体を分別しないことが重要である。 【００１０】即ち、従来メソカーボンマイクロビーズを
取得するには、場合によっては加温状態で芳香族系油を
用いて、ピッチ体からメソフェース小球体とマトリック
スピッチを分別する処理を行うのが普通である。しかし
本発明では、理由は充分に明らかではないものの、前記
再度の加熱処理の際に、マトリックスピッチの実質量を
存在させなければならない。従って場合により過剰のマ
トリックスピッチを一部除去する様な変更は可能である
が、ピッチ体からマトリックスピッチを実質的に除去す
る様な分別操作は避けるべきである。 【００１１】しかして、そのマトリックスピッチの必要
な存在量は、種々の場合で異なり、一概に特定できない
が、メソフェース小球体に対して少くとも０．２重量
部、より好ましくは０．５重量部以上、最も好ましくは
１重量部以上である。 【００１２】マトリックスピッチとメソフェース小球体
と芳香族系油を含んだピッチ体は、上記再度の加熱処
理、即ち、１００〜４００℃、好ましくは３００〜３７
０℃の温度で、０．５〜４時間、好ましくは、１〜２時
間熱処理に付される。そしてその後は常法による分離操
作、例えば熱濾過等によりメソカーボンマイクロビーズ
を分離取得し、次いでこれをキノリン等の溶剤で洗浄す
る等の操作により本発明の多孔質メソカーボンマイクロ
ビーズが得られる。 【００１３】上記メソフェース小球体の加熱処理に使用
される芳香族系油としては、一般には沸点が７０℃〜４
５０℃の芳香族炭化水素又はその誘導体を挙げることが
できるが、加熱処理の容易さ等も加味して、沸点が２０
０℃〜４００℃程度の比較的重質の芳香族系油がより好
ましい。具体的にはアントラセン油、クレオソート油、
石油系芳香族油等が好適に用いられるが、特にアントラ
セン油を用いるのが好ましい。 【００１４】なお、本発明において、前記加熱処理を実
施する場合、芳香族系油が系内に常に存在していること
が重要であり、単なる開放加熱だと芳香族系油が蒸発飛
散するので、この加熱処理は、冷却器等による還流下ま
たは加圧下で行なうのが好ましい。また、本発明の多孔
質メソカーボンマイクロビーズを分離する際、キノリン
等による溶剤分別は芳香族系油を実質的に除去した後行
なうのが好ましい。 【００１５】本発明の多孔質メソカーボンマイクロビー
ズは上記の操作によって得られるが、このものは２００
〜７００ｍ 2 ／ｇの比表面積を有している。すなわち既
存のメソカーボンマイクロビーズの比表面積が数ｍ2 ／
ｇであるのと比較して数百倍の比表面積を有しており、
各種の期待される用途に於て幅広い適応性を有するが、
例えば吸着材、クロマトグラフ用充填材等の用途に特に
適したものである。 【００１６】 【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り下記実施例
によって限定されるものではない。 実施例１ キノリン不溶分を除去したコールタールピッチ１４．０
ｋｇをＮ2 気流中で４３０℃、１５０分間加熱処理し、
メソフェース小球体を１３重量％含有する熱処理ピッチ
５．６ｋｇを得た。 【００１７】この熱処理ピッチ体は、その１重量部に対
し１倍量のアントラセン油を加えて混合し、冷却還流操
作を行いつつ３７０℃で１時間加熱処理後常法により、
２００℃で熱濾過を行ない、次いで１リットルのキノリ
ンで洗浄を行なった。更に少量のアルコールで洗浄処理
しキノリンを完全に除去して、本発明の多孔質メソカー
ボンマイクロビーズ０．７ｋｇを得た。 【００１８】この多孔質メソカーボンマイクロビーズの
比表面積はＢＥＴ吸着法によってラングミュアーの式に
より測定したところ、その測定結果は２９５ｍ2 ／ｇで
あった。また得られた多孔質メソカーボンマイクロビー
ズを走査型電子顕微鏡で観察したところ、表面は多孔質
であった。 【００１９】比較例 実施例で得られた熱処理ピッチを２倍量のキノリンで溶
剤分別し、更に少量のアルコールで洗浄キノリンを完全
に除去してメソカーボンマイクロビーズを得た。このメ
ソカーボンマイクロビーズの比表面積は２．６ｍ2 ／ｇ
であった。またこのメソカーボンマイクロビーズの表面
状態を走査型電子顕微鏡で観察したところ、メソカーボ
ンマイクロビーズの表面は平滑であった。 【００２０】実施例２ 実施例１と同様にして、製造した５．６ｋｇの熱処理ピ
ッチに２倍量の洗浄油を加えて混合し、３２０℃、１時
間、２ｋｇ／ｃｍ2 Ｎ2 加圧下で加熱処理後、２００℃
で熱濾過を行ない、次いで１リットルのキノリンで洗浄
を行った。 【００２１】更に少量のアルコールで洗浄処理しキノリ
ンを完全に除去して、本発明の多孔質メソカーボンマイ
クロビーズを０．７ｋｇ得た。得られた多孔質メソカー
ボンマイクロビーズを走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面は多孔質であった。
物質に係るものであり、より詳しくは多孔質化して高比
表面積を有することとなった新規な形態のメソカーボン
マイクロビーズに係るものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、石炭系タールピッチあるいは石
油系重質油ピッチ等のピッチ類を約３５０〜４５０℃の
温度条件下で加熱処理すると、光学的に等方性であるピ
ッチ中から光学的異方性の小球体が発生し成長するが、
この小球体を凝集させることなく残余のピッチから分離
したものは一般にメソカーボンマイクロビーズと称され
ている（炭素 ＮＯ．７２（１９７３）の第３〜７頁参
照）。このピッチ類が加熱によって炭化する過程であら
われる光学的異方性小球体は、高分子量の縮合多環芳香
族化合物が層状に配列し、これが積層した、いわゆる黒
鉛結晶と類似の構造をもつものであって、黒鉛結晶の前
駆体といわれている。この小球体は有機溶剤に難溶であ
るので、例えば溶剤分別等の手段によりピッチマトリッ
クスから分離することによりメソカーボンマイクロビー
ズとして単離取得される。 【０００３】このメソカーボンマイクロビーズは、小球
体という形状的特徴および黒鉛類似の構造を有するこ
と、更には高化学活性であること等の特徴を活かして種
々の用途が期待されており、例えば高密度炭素材、高選
択性触媒あるいはガスクロマトグラフィー又は液体クロ
マトグラフィーの充填材等への利用が考えられている
（特開昭５６−９６７１０号公報参照）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メソカ
ーボンマイクロビーズの表面は比較的平滑な為に上記の
如き種々の用途に利用する際、今一つ応用範囲が狭い難
点があり、例えばガスクロマトグラフィー又は液体クロ
マトグラフィー等の充填材に応用するには比表面積が小
さ過ぎる問題があり、未だ実用化されるには到っていな
い。 【０００５】そこで、本発明者等は上記課題を解決すべ
く鋭意検討の結果、特定処理により高比表面積を有する
メソカーボンマイクロビーズを取得し得ることを見い出
し、その結果、多孔質メソカーボンマイクロビーズをは
じめて実現せしめることに成功して本発明に到達した。 【０００６】本発明の目的は、高比表面積を有する多孔
質メソカーボンマイクロビーズを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】しかして、かかる目的を
充足する本発明の要旨は、ピッチ類を加熱して得られ
る、光学的異方性を有する小球体であって、かつ比表面
積が２００〜７００ｍ 2 ／ｇである多孔質メソカーボン
マイクロビーズにある。この多孔質メソカーボンマイク
ロビーズは、ピッチ類を加熱処理することによりマトリ
ックスピッチ中にメソフェース小球体を含有するピッチ
体を形成し、該ピッチ体に芳香族系油を添加し、マトリ
ックスピッチとメソフェース小球体を分別することなく
該ピッチ体を１００〜４００℃で加熱処理した後メソフ
ェース小球体を分離することによって得られる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを製造する
ための原料には特に制限はなく、広く一般に用いられて
いる原料、例えば石炭系タールやピッチ、あるいは石油
系重質油やピッチなどのピッチ類が用いられる。これら
のピッチ類を、好ましくはちっ素気流中、３５０〜５０
０℃で０．５〜１０時間加熱処理を行ない、マトリック
スピッチ中にメソフェース小球体を通常１〜２５重量％
含有するピッチ体を得る。 【０００９】次に、得られたメソフェース小球体含有ピ
ッチ体に、ピッチ体１重量部に対して芳香族系油を０．
１〜１０重量部、より好ましくは０．３〜５重量部、最
も好ましいのは１〜２重量部添加混合し、次いで芳香族
系油の添加混合されたピッチ体を更に加熱処理するが、
本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを取得する
為には、この再度の加熱処理の際にマトリックスピッチ
とメソフェース小球体を分別しないことが重要である。 【００１０】即ち、従来メソカーボンマイクロビーズを
取得するには、場合によっては加温状態で芳香族系油を
用いて、ピッチ体からメソフェース小球体とマトリック
スピッチを分別する処理を行うのが普通である。しかし
本発明では、理由は充分に明らかではないものの、前記
再度の加熱処理の際に、マトリックスピッチの実質量を
存在させなければならない。従って場合により過剰のマ
トリックスピッチを一部除去する様な変更は可能である
が、ピッチ体からマトリックスピッチを実質的に除去す
る様な分別操作は避けるべきである。 【００１１】しかして、そのマトリックスピッチの必要
な存在量は、種々の場合で異なり、一概に特定できない
が、メソフェース小球体に対して少くとも０．２重量
部、より好ましくは０．５重量部以上、最も好ましくは
１重量部以上である。 【００１２】マトリックスピッチとメソフェース小球体
と芳香族系油を含んだピッチ体は、上記再度の加熱処
理、即ち、１００〜４００℃、好ましくは３００〜３７
０℃の温度で、０．５〜４時間、好ましくは、１〜２時
間熱処理に付される。そしてその後は常法による分離操
作、例えば熱濾過等によりメソカーボンマイクロビーズ
を分離取得し、次いでこれをキノリン等の溶剤で洗浄す
る等の操作により本発明の多孔質メソカーボンマイクロ
ビーズが得られる。 【００１３】上記メソフェース小球体の加熱処理に使用
される芳香族系油としては、一般には沸点が７０℃〜４
５０℃の芳香族炭化水素又はその誘導体を挙げることが
できるが、加熱処理の容易さ等も加味して、沸点が２０
０℃〜４００℃程度の比較的重質の芳香族系油がより好
ましい。具体的にはアントラセン油、クレオソート油、
石油系芳香族油等が好適に用いられるが、特にアントラ
セン油を用いるのが好ましい。 【００１４】なお、本発明において、前記加熱処理を実
施する場合、芳香族系油が系内に常に存在していること
が重要であり、単なる開放加熱だと芳香族系油が蒸発飛
散するので、この加熱処理は、冷却器等による還流下ま
たは加圧下で行なうのが好ましい。また、本発明の多孔
質メソカーボンマイクロビーズを分離する際、キノリン
等による溶剤分別は芳香族系油を実質的に除去した後行
なうのが好ましい。 【００１５】本発明の多孔質メソカーボンマイクロビー
ズは上記の操作によって得られるが、このものは２００
〜７００ｍ 2 ／ｇの比表面積を有している。すなわち既
存のメソカーボンマイクロビーズの比表面積が数ｍ2 ／
ｇであるのと比較して数百倍の比表面積を有しており、
各種の期待される用途に於て幅広い適応性を有するが、
例えば吸着材、クロマトグラフ用充填材等の用途に特に
適したものである。 【００１６】 【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り下記実施例
によって限定されるものではない。 実施例１ キノリン不溶分を除去したコールタールピッチ１４．０
ｋｇをＮ2 気流中で４３０℃、１５０分間加熱処理し、
メソフェース小球体を１３重量％含有する熱処理ピッチ
５．６ｋｇを得た。 【００１７】この熱処理ピッチ体は、その１重量部に対
し１倍量のアントラセン油を加えて混合し、冷却還流操
作を行いつつ３７０℃で１時間加熱処理後常法により、
２００℃で熱濾過を行ない、次いで１リットルのキノリ
ンで洗浄を行なった。更に少量のアルコールで洗浄処理
しキノリンを完全に除去して、本発明の多孔質メソカー
ボンマイクロビーズ０．７ｋｇを得た。 【００１８】この多孔質メソカーボンマイクロビーズの
比表面積はＢＥＴ吸着法によってラングミュアーの式に
より測定したところ、その測定結果は２９５ｍ2 ／ｇで
あった。また得られた多孔質メソカーボンマイクロビー
ズを走査型電子顕微鏡で観察したところ、表面は多孔質
であった。 【００１９】比較例 実施例で得られた熱処理ピッチを２倍量のキノリンで溶
剤分別し、更に少量のアルコールで洗浄キノリンを完全
に除去してメソカーボンマイクロビーズを得た。このメ
ソカーボンマイクロビーズの比表面積は２．６ｍ2 ／ｇ
であった。またこのメソカーボンマイクロビーズの表面
状態を走査型電子顕微鏡で観察したところ、メソカーボ
ンマイクロビーズの表面は平滑であった。 【００２０】実施例２ 実施例１と同様にして、製造した５．６ｋｇの熱処理ピ
ッチに２倍量の洗浄油を加えて混合し、３２０℃、１時
間、２ｋｇ／ｃｍ2 Ｎ2 加圧下で加熱処理後、２００℃
で熱濾過を行ない、次いで１リットルのキノリンで洗浄
を行った。 【００２１】更に少量のアルコールで洗浄処理しキノリ
ンを完全に除去して、本発明の多孔質メソカーボンマイ
クロビーズを０．７ｋｇ得た。得られた多孔質メソカー
ボンマイクロビーズを走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面は多孔質であった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−30887（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−96710（ＪＰ，Ａ)
特公 昭59−17044（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ピッチ類を加熱して得られる、光学的異方性を有す
る小球体であって、かつ比表面積が２００〜７００ｍ 2
／ｇであることを特徴とする多孔質メソカーボンマイク
ロビーズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254716A JP2950781B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254716A JP2950781B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60080931A Division JP2650241B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118884A JPH09118884A (ja) | 1997-05-06 |
| JP2950781B2 true JP2950781B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17268861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8254716A Expired - Fee Related JP2950781B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950781B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854081B2 (ja) * | 1980-01-04 | 1983-12-02 | 興亜石油株式会社 | メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法 |
| JPS5917044A (ja) * | 1982-07-17 | 1984-01-28 | Daido Kogyo Co Ltd | 無段変速機用ベルト |
| JPS5930887A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-18 | Koa Sekiyu Kk | バルクメソフエ−ズの製造装置 |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP8254716A patent/JP2950781B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09118884A (ja) | 1997-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Verheyen et al. | Activated extrudates by oxidation and KOH activation of bituminous coal | |
| CA1117513A (en) | Spherical activated carbon having low dusting property and high physical strength and process for producing the same | |
| JPH0566886B2 (ja) | ||
| JP3446771B2 (ja) | 高比表面積炭素材料の製造方法 | |
| JPH0233679B2 (ja) | ||
| JPS5941387A (ja) | ピッチの製造方法 | |
| JP2950781B2 (ja) | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ | |
| JP2650241B2 (ja) | 多孔質メソカーボンマイクロビーズ及びその製造方法 | |
| JPH07119421B2 (ja) | 多孔性炭素質微小球体の製造方法 | |
| EP0360606B1 (en) | Preparation of elastic graphite materials | |
| JPS582384A (ja) | 水蒸気分解塔タ−ルの水素化熱ソ−キングによる炭素先駆体 | |
| JPH0585711A (ja) | フラーレンｃ６０の精製方法 | |
| JPS61233080A (ja) | 多孔質バルクメソフェーズの製造方法 | |
| JPH0885794A (ja) | 多孔質バルクメソフェーズ | |
| EP0585193B1 (en) | Method for the industrial manufacture of carbon-containing mesophase microspheres and derived carbon objects | |
| Mansurov et al. | Obtaining procedure and properties of the sorbents from plant raw material | |
| JP3986938B2 (ja) | 電気二重層キャパシタの電極用活性炭の製造に用いられる炭素化物の製造方法および炭素化物用有機物 | |
| JPS63139011A (ja) | 微細黒鉛粉の製造方法 | |
| JPH0212903B2 (ja) | ||
| JPS58181711A (ja) | メソカ−ボン・マイクロビ−ズの製造方法 | |
| JPH0776342B2 (ja) | 炭素質微小球体の製造方法 | |
| JPS61222913A (ja) | 表面に付着物のないメソカ−ボンマイクロビ−ズの製造方法 | |
| JPH03169339A (ja) | 微細細孔を有する炭素系吸着材の製造方法 | |
| JPH0624967B2 (ja) | 弾性黒鉛体の製造方法 | |
| JPH0635579B2 (ja) | 小球体状メソフエ−ズ含有ピツチの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |