JP7121018B2 - 粒子吸着剤材料およびその製造方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１月２５日に出願された米国仮出願第６２／４５０，４８０号に対する優先権を主張し、その内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、粒子状吸着剤材料およびその製造方法に関する。より具体的には、本開示は、蒸発燃料蒸気エミッション制御システムで使用するための粒子状吸着剤材料およびその製造方法に関する。
動力車燃料システムからのガソリン燃料の蒸発は、炭化水素大気汚染の主な潜在的原因である。そのようなエミッションは、燃料システムによって生成された燃料蒸気を吸着するための活性炭を用いるキャニスターシステムによって制御することができる。ある特定のエンジン運転モード下では、キャニスターシステムを周囲空気でパージして活性炭から燃料蒸気を脱着させることによって、吸着された燃料蒸気を活性炭から定期的に除去する。次いで、再生された炭素はさらなる燃料蒸気を吸着する用意ができる。
環境に対する懸念の増大により、車両が運転されていないときでも自動車からの炭化水素排出の厳しい規制が推進され続けている。車両の駐車中に周囲温度が上昇するにつれ、車両の燃料タンク中の蒸気圧が上昇する。通常、車両からの大気への蒸発燃料の漏出を防止するために、燃料タンクは、導管を通って、蒸発燃料を一時的に吸着することができる好適な燃料吸着剤材料を含むキャニスターへと通気される。燃料タンクからの蒸発燃料および空気の混合物は、キャニスターの燃料蒸発入口を通ってキャニスターに入り、吸着剤容積へと膨張または拡散し、ここで蒸発燃料が吸着されて一時的に貯蔵され、精製された空気がキャニスターの排気口を通して大気に放出される。エンジンがかかると、周囲の空気がキャニスターのベントポートからマニホールドバキュームを介してキャニスターシステムに引き込まれる。パージ空気はキャニスター内部の吸着剤容積を通って流れ、吸着剤容積に吸着された燃料蒸気を脱着した後、燃料蒸気パージ導管を通って内燃機関に入る。パージ空気は吸着剤容積に吸着された燃料蒸気の全部を脱着せず、結果として、残留炭化水素（「ヒール（ｈｅｅｌ）」）が生じ、これは大気に放出される可能性がある。さらに、そのヒールはまた、気相と局所的に平衡状態にあると、燃料タンクからの燃料蒸気がエミッションとしてキャニスターシステムを通って移動することを可能にする。そのようなエミッションは、典型的には、車両が駐車されて数日間にわたって昼間温度変化を受けているときに生じ、一般に「昼間呼吸損失」と呼ばれる。カリフォルニア低エミッション車両規制では、キャニスターシステムからのこれらの昼間呼吸損失（ＤＢＬ）エミッションが、２００３年型に始まるいくつかの車両については約２０ｍｇ未満（「ＰＺＥＶ」）であることが望ましく、２００４年型に始まる多くの車両については約５０ｍｇ未満（「ＬＥＶ－ＩＩ」）であることが望ましいとしている。現在、カリフォルニア州低エミッション車両規制（ＬＥＶ－ＩＩＩ）およびＥＰＡ Ｔｉｅｒ ３基準は、２０１２年３月２２日付けの２００１年および後続モデルの自動車に関するカリフォルニア州蒸発エミッション基準および試験手順（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ ２００１ ａｎｄ Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ Ｍｏｄｅｌ Ｍｏｔｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）に記載されているブリードエミッション試験手順（Ｂｌｅｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）（ＢＥＴＰ）、ならびにＥＰＡの自動車大気汚染防止（ＥＰＡｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ａｉｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｆｒｏｍ Ｍｏｔｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）：Ｔｉｅｒ３自動車エミッションおよび燃料基準；最終規則、４０ＣＦＲパート７９、８０、８５等に従って、キャニスターＤＢＬエミッションが２０ｍｇを超えないことが求められている。
昼間呼吸損失（ＤＢＬ）エミッションを減少させるためのいくつかのアプローチが報告されている。１つのアプローチは、パージガスの容積を有意に増加させて、吸着剤容積からの残留炭化水素ヒールの脱着を促進することである。しかしながら、このアプローチはパージ工程中のエンジンへの燃料／空気混合物の管理を複雑にするという欠点を有し、排気管エミッションに悪影響を与える傾向がある。米国特許第４，８９４，０７２号を参照のこと。
別のアプローチは、既存のキャニスター寸法を再設計することによって、または適切な寸法の補助排気側キャニスターを設置することのいずれかによって、キャニスターの排気側に比較的小さい断面積を有するようにキャニスターを設計することである。このアプローチは、パージ空気の強さを増加させることによって残留炭化水素ヒールを減少させる。このようなアプローチの１つの欠点は、比較的小さい断面積がキャニスターに過大な流動制限を与えることである。米国特許第５，９５７，１１４号を参照のこと。
パージ効率を増加させるための別のアプローチは、パージ空気、もしくは燃料蒸気を吸着している吸着容積の一部、またはその両方を加熱することである。しかしながら、このアプローチは、制御システム管理の複雑さを増大させ、いくつかの安全上の懸念を有する。米国特許第６，０９８，６０１号および第６，２７９，５４８号を参照のこと。
別のアプローチは、大気に排気する前に、最初の吸着容積、次いで、少なくとも１つの後続の吸着剤容積を通して燃料蒸気を送ることであり、最初の吸着剤容積は、後続の吸着剤容積より高い吸着能力を有する。米国特許第ＲＥ３８，８４４号を参照のこと。
直列型吸着剤（ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ－ｉｎ－ｓｅｒｉｅｓ）の概念に沿って、特定範囲のグラム総作用能力を有する吸着作用能力がシステム排気の方向に向かって段階的に変化する吸着剤容積が、車両運転中の時間のほぼ半分で内燃機関が停止している場合およびパージ頻度が通常より非常に低い場合における、「ハイブリッド」車両などの低容積のパージ下で運転されるエミッション制御キャニスターシステムに特に有用であることが見出された。ＷＯ２０１４／０５９１９０（ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６４４０７）を参照のこと。
直列型吸着剤の概念に沿った別のアプローチは、「巨視的」細孔の容積対「微視的」細孔の容積の特定の比（大きい細孔対小さい細孔の同様の容積）を有し、かつ良好な吸着／脱着特性を有し、また、流動制限が低く、吸着剤による蒸気保持性のレベルが低く、十分な強度も有する、特別に成形された粒子吸着剤を提供することである。米国特許第９，１７４，１９５号を参照のこと。目標が巨視的サイズ範囲内の平均細孔サイズであるエミッション制御キャニスターシステムについてのこのアプローチがさらに記載されている。米国特許第９，３２２，３６８号を参照のこと。これら２つのアプローチは両方とも、ＤＢＬエミッションを低減することを意図して、十分な粒子強度および十分な蒸気の脱着を達成するために、形状、構造寸法、および多孔比特性のバランスに依存する。
上記のアプローチおよび他のもの（例えば、米国特許第７，１８６，２９１号および米国特許第７，３０５，９７４号を参照）によって記載されている一般的な課題および要望は、最小量の保持された吸着蒸気（最低量のヒール）が強く求められる、キャニスターシステム性能、特に、ＤＢＬエミッション性能に対する残留吸着蒸気の効果を無くすことである。さらに、ＤＢＬエミッションおよびキャニスターシステムの作用能力性能の悪化（「エイジング（ａｇｅｉｎｇ）」とも呼ばれる）はまた、この吸着された蒸気ヒール中のパージしづらい成分の蓄積に起因することが知られている（例えば、ＳＡＥテクニカルペーパーシリーズ２０００－０１－８９５）。したがって、パージ後に炭化水素の保持が低いことの利点は２つあり、新しい車両のＤＢＬエミッションレベルが少ないこと、および車両の寿命にわたって作用能力および排出性能が維持されることである。
アプローチとしては非常に望ましいが、コストが低いことと、製造の複雑さが少ないことと、材料構造強度が高いことと、流動制限が低いことと、蒸発エミッション制御のための粒子吸着剤によって生ずる蒸気保持性が非常に低いこととの組み合わせの領域は制限されていることが教示されている。例えば、米国特許第９，１７４，１９５号に教示されているように、巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比の有用な範囲は、より高い比では機械的強度が損なわれるため、６５％～１５０％に制限される。さらに、特許請求の範囲に記載の細孔比の範囲内では、蒸気保持性（保持力）は、標準ＡＳＴＭ試験によってブタンの残留量として測定したときに１ｇ／ｄＬ超に漸近し、強度が低いことに加えて、細孔比が特許請求の範囲に記載の１５０％の制限を超えたときには注記される１．７ｇ／ｄＬ目標を超える。
したがって、低コストであり、製造の複雑さが少なく、材料構造強度が高く、流動制限が少なく、低い昼間呼吸損失（ＤＢＬ）エミッション性能を有するように蒸発エミッション制御のための蒸気保持性が非常に低く、かつ、車両の寿命にわたって必要とされる作用能力を有する粒子吸着剤が依然として必要とされている。
低い保持力および優れた強度などの驚くべきかつ予想外の特性を有する蒸発エミッション制御のための粒子状吸着剤材料が本明細書に記載される。したがって、一態様において、本説明は、蒸発エミッション制御のための粒子状吸着剤材料を提供する。一般に、該材料は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔、約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔、および約１５０％超である巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比を有する吸着剤を含み、該微粒子状吸着剤材料は約１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
いくつかの実施形態において、吸着剤は、約０．７５ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
ある特定の実施形態において、吸着剤は、約０．２５～約１．００ｇ／ｄＬの保持力を有する。
さらなる実施形態において、吸着剤は、活性炭、カーボンチャコール（ｃａｒｂｏｎ ｃｈａｒｃｏａｌ）、モレキュラーシーブ、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、カオリン、ゼオライト、金属有機構造体、チタニア、セリア、セリア、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
特定の実施形態において、吸着剤は、約０．５ｃｃ／ｇ以下（約２２５ｃｃ／Ｌ以下）のマイクロ細孔容積を有する。
いくつかの他の実施形態において、吸着剤は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む。
ある特定の実施形態において、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、ローブ形の柱（ｌｏｂｅｄ ｐｒｉｓｍ）、三次元螺旋もしくは渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
さらなる実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの断面幅を有する。
ある特定の実施形態において、断面幅は、約４ｍｍ～約８ｍｍ（例えば、約５ｍｍ～約８ｍｍ）である。
別の実施形態において、吸着剤は、吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞を含む。
他の実施形態において、吸着剤は、断面において中空形状を有する。
一実施形態において、吸着剤は、少なくとも１つの外面と流体連通している少なくとも１つのチャネルを含む。
ある特定のさらなる実施形態において、吸着剤の各部分は約３．０ｍｍ以下の厚さを有する。
一実施形態において、中空形状の少なくとも１つの外壁は約１．０ｍｍ以下の厚さを有する。
さらに他の実施形態において、中空形状は、外壁の間で延在し、かつ約１．０ｍｍ以下の厚さを有する少なくとも１つの内壁を有する。
特定の実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約１．０ｍｍ以下、約０．７５ｍｍ以下、約０．６ｍｍ以下、約０．５ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下である。
さらなる実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、または約０．１ｍｍ～約０．３ｍｍの範囲内である。
いくつかの実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも２方向で外壁へと外向きに延在している。
いくつかの他の実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも３方向で外壁へと外向きに延在している。
一実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも４方向で外壁へと外向きに延在している。
ある特定の実施形態において、吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの長さを有する。
特定の実施形態において、この長さは、約２ｍｍ～約８ｍｍである（例えば、長さは約３ｍｍ～約７ｍｍである）。
さらなる実施形態において、活性炭は、木材、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、褐炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、果物の種、核果、木の実の殻、木の実の種、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料に由来する。
さらに他の実施形態において、粒子状吸着剤は、昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融して少なくとも１つの空隙（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５もしくはそれ以上の空隙）を形成する細孔形成材料もしくは加工助剤、結合剤、フィラー、またはそれらの組み合わせの少なくとも１つをさらに含む。
ある特定の実施形態において、細孔形成材料または加工助剤はセルロース誘導体である。
別の実施形態において、細孔形成材料または加工助剤はメチルセルロースである。
一実施形態において、細孔形成材料または加工助剤は、約１２５℃～約６４０℃の範囲の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融する。
いくつかのさらなる実施形態において、結合剤は粘土またはケイ酸塩材料である。
いくつかの実施形態において、粘土は、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土（Ｐａｓｃａｌｉｔｅ ｃｌａｙ）、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土（Ｌｉｖｉｎｇ ｃｌａｙ）、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土（Ｖｉｔａｌｌｉｔｅ ｃｌａｙ）、レクトライト粘土、コーディエライト、カオリン粘土、ボール粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
特定の実施形態において、粒子状吸着剤材料の充填ベッドは、４６ｃｍ／秒の見掛けの直線空気流速度で４０Ｐａ／ｃｍ未満の圧力降下を有する。
別の態様において、本開示は、粒子状吸着剤材料を調製する方法を提供する。該方法は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔を有する吸着剤と、１００℃以上の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融する細孔形成材料または加工助剤と、を混合することと、混合物を約１００℃～約１２００℃の範囲の温度に約０．２５時間～約２４時間加熱し、それにより、コア材料が昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融されたときに約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔を形成することとと、を含み、ここで、吸着剤中の巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比は１５０％超である。
いくつかの実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
さらなる実施形態において、該方法は、混合物を押出成形または圧縮して、成形された構造体にすることをさらに含む。
さらに別の実施形態において、吸着剤は、活性炭、モレキュラーシーブ、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、ゼオライト、金属有機構造体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
他の実施形態において、混合物はさらに結合剤を含む。
一実施形態において、結合剤は、粘土、ケイ酸塩、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
さらなる実施形態において、混合物はフィラーをさらに含む。
特定の実施形態において、フィラーは三次元の容積または形状もしくは形態を有する。
いくつかの他の実施形態において、吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの範囲の断面幅を有する。
特定の実施形態において、吸着剤は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む。
一実施形態において、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、ローブ形の柱、三次元螺旋もしくは渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
さらに別の実施形態において、吸着剤は、吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞またはチャネルを含む。
ある特定の実施形態において、吸着剤は断面において中空形状を有する。
特定の実施形態において、吸着剤の各部分は約３．０ｍｍ以下の厚さを有する。
他の実施形態において、中空形状の外壁は約１．０ｍｍ以下の厚さを有する。
いくつかの実施形態において、中空形状は外壁の間で延在する内壁を有する。
一実施形態において、内壁は約１．０ｍｍ以下の厚さを有する。
別の実施形態において、内壁の少なくとも１つ、外壁の少なくとも１つ、またはそれらの組み合わせは、約１．０以下、約０．６ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下である。
さらに別の実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から（中空部分からなど）少なくとも２方向で外壁へと外向きに延在している。
さらに別の実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から（中空部分からなど）少なくとも３方向で外壁へと外向きに延在している。
特定の実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から（中空部分からなど）少なくとも４方向で外壁へと外向きに延在している。
いくつかの実施形態において、吸着剤は約１ｍｍ～約２０ｍｍの長さを有する。
ある特定の実施形態において、吸着剤の長さは約２ｍｍ～約８ｍｍの範囲内である（例えば、長さは約３ｍｍ～約７ｍｍである）。
さらなる態様において、本開示は、本開示の方法によって製造された粒子状吸着剤材料を提供する。
前述の一般的な実用分野は、例としてのみ与えられており、本開示および添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。本開示の組成物、方法、およびプロセスに関連するさらなる目的および利点は、本特許請求の範囲、本説明、および実施例に照らして当業者によって理解されるであろう。例えば、本開示の様々な態様および実施形態は多数の組み合わせで利用することができ、それらの全ては本開示によって明確に企図されている。これらのさらなる利点、目的、および実施形態は、本開示の範囲内に明確に含まれる。本開示の背景を明らかにするため、および特定の場合には実施に関するさらなる詳細を提供するために本明細書で使用される刊行物および他の資料は、参照により組み込まれる。
明細書に組み込まれてその一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの実施形態を示し、明細書とともに本開示の原理を説明するのに役立つ。図面は、本開示の実施形態を例示することのみを目的としており、本開示を限定するものとして解釈されるべきではない。本開示のさらなる目的、特徴、および利点は、本開示の例示的な実施形態を示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 代替の吸着剤形態の例を示す。 保持力（ｇ／ｄＬ）対多孔比（すなわち、約１００ｎｍ以上の巨視的細孔の容積対１００ｎｍ未満の微視的細孔の容積の比）のグラフである。 ２ｍｍ強度対多孔比（すなわち、約１００ｎｍ以上の巨視的細孔の容積対１００ｎｍ未満の微視的細孔の容積の比）のグラフである。 粒子状吸着剤によって生じる圧力降下を測定するための装置の断面図である。 ４０Ｌ／分での圧力降下（Ｐａ／ｃｍ）対公称ペレット外径（ｍｍ）のグラフである。
本開示を以下でさらに十分に説明するが、本開示の全ての実施形態が示されるわけではない。例示的な実施形態を参照して本開示を説明するが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行い、その要素を均等物で置き換え得ることが当業者には理解されよう。さらに、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の構造体または材料を本開示の教示に適合させるために多くの修正を加え得る。
本出願に添付の図面は、例示目的のみのものである。それらは本開示の実施形態を限定することを意図しない。さらに、図面は正確な縮尺で描かれていない。図の間で共通の要素は同じ数字の指定を保持する場合がある。
ある範囲の値が提供される場合、その範囲の上限と下限との間の各介在値およびその記載された範囲内の任意の他の記載された値または介在値が本開示内に包含されると理解される。これらのより小さな範囲の上限および下限は、そのより小さな範囲内に独立して含まれ得、記載された範囲内の任意の具体的に除外される制限を受けることを条件として、本開示内に包含される。記載された範囲が限界値の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限界値の両方のうちのいずれかを除外した範囲もまた本開示に含まれる。
以下の用語は、本開示を説明するために使用される。用語が本明細書において具体的に定義されていない場合、その用語は、本開示を記載する際のその使用に関連してその用語を適用する当業者により当該技術分野で認識される意味を与えられる。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、その冠詞の文法上の目的語の１つまたは２つ以上（すなわち、少なくとも１つ）を指すために本明細書で使用される。例として、「要素」は１つの要素または２つ以上の要素を意味する。
本明細書および特許請求の範囲で使用される「および／または」という語句は、そのように結合された要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、いくつかの場合では接続的に存在する要素を意味し、他の場合では分離的に選言的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。「および／または」を用いて列挙された複数の要素は、同じ様式で、すなわちそのように結合された要素のうちの「１つまたは複数」と解釈されるべきである。「および／または」節によって具体的に識別された要素以外の他の要素が、それらの具体的に識別された要素に関連するまたは関連しないにかかわらず、任意選択で存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「含む」などのオープンエンド言語とともに使用される場合の「Ａおよび／またはＢ」への言及は、一実施形態において、Ａのみ（Ｂ以外の要素を任意選択で含む）を指すことができ、別の実施形態において、Ｂのみ（Ａ以外の要素を任意選択で含む）を指すことができ、さらに別の実施形態において、ＡおよびＢの両方（他の要素を任意選択で含む）等を指すことができる。
本明細書および特許請求の範囲において本明細書で使用される場合、「または」は、上記で定義した「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、ある列挙内の項目を分離させた場合に、「または」または「および／または」は、包括的である、すなわち、要素のいくつかまたは列挙のうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上も含み、かつ任意選択で、列挙されていないさらなる項目を含むと解釈するものとする。明確に反対のことが示されている１つだけを示す用語（ｏｎｌｙ ｔｅｒｍ）、例えば、「１つのみ」もしくは「ちょうど１つ」、または特許請求の範囲で使用される場合の「からなる」は、要素のいくつかまたは列挙のうちの厳密に１つの要素を含むことを意味する。一般に、本明細書で使用される「または」という用語は、「のうちのいずれか」、「のうちの１つ」、または「のうちの厳密に１つ」などの、排他性の用語が先行する場合に、排他的な選択肢（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない」）を示すとのみ解釈されるものとする。
特許請求の範囲および上記の明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「保有する」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する」、「構成される」などの全ての移行句は、オープンエンドであること、すなわち、含むが限定するものではないことを意味すると理解されるべきである。「からなる」および「から本質的になる」の移行句のみが、それぞれ、米国特許庁特許審査基準の第２１１１．０３節に記載されているように、クローズドまたはセミクローズド移行句であるものとする。
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「少なくとも１つ」という語句は、１つまたは複数の要素の列挙に関して、要素の列挙内における任意の１つまたは複数から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、必ずしも要素の列挙内において具体的に列挙されたあらゆる要素のうちの少なくとも１つを含むわけではなく、要素の列挙内での要素の任意の組み合わせを排除しないと理解されるべきである。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が指す要素の列挙内で具体的に識別された要素以外の要素が、具体的に識別された要素に関連するまたは関連しないにかかわらず、任意選択で存在し得ることを可能にする。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（もしくは同等に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同等に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態において、Ｂが存在せずに２つ以上のＡを任意選択で含む（および任意選択でＢ以外の要素を含む）少なくとも１つを指すことができ、別の実施形態において、Ａが存在せずに２つ以上のＢを任意選択で含む（およびＡ以外の要素を任意選択で含む）少なくとも１つを指すことができ、さらに別の実施形態において、２つ以上のＡを任意選択で含む少なくとも１つおよび２つ以上のＢを任意選択で含む（および他の要素を任意選択で含む）少なくとも１つ等を指すことができる。反対のことが明確に示されていない限り、２つ以上の工程または行為を含む特許請求の範囲に記載の任意の方法において、方法の工程または行為の順序は、方法の工程または行為が記載されている順序に必ずしも限定されないことも理解されるべきである。
本明細書で使用される場合、「気体」および「蒸気」という用語は、一般的な意味で使用され、文脈がそうでないことを示さない限り、交換可能であることが意図される。
一態様において、本説明は、例えば蒸発エミッション制御に使用することができる粒子状吸着剤材料を提供する。一般に、該材料は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔、約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔、および約１５０％超である巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比を有する吸着剤を含み、該微粒子状吸着剤材料は約１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
例えば、吸着剤は、約０．７５ｇ／ｄＬ以下、約０．５０ｇ／ｄＬ以下、または約０．２５ｇ／ｄＬ以下の保持力を有し得る。さらなる例として、吸着剤は、約０．２５ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬ、約０．２５ｇ／ｄＬ～約０．７５ｇ／ｄＬ、約０．２５ｇ／ｄＬ～約０．５０ｇ／ｄＬ、約０．５０ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬ、約０．５０ｇ／ｄＬ～約０．７５ｇ／ｄＬ、または約０．７５ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬの保持力を有し得る。
特定の実施形態において、容積の比は、少なくとも約１６０％、少なくとも約１７０％、少なくとも約１８０％、少なくとも約１９０％、少なくとも約２００％、少なくとも約２２５％、少なくとも２５０、少なくとも２７５、少なくとも３００、または少なくとも約３５０％である。特定の実施形態において、容積の比は、約１５０％超～約１０００％、約１５０％超～約８００％、約１５０％超～約６００、約１５０％超～約５００％、約１５０％超～約４００％、約１５０％超～約３００％、約１５０％超～約２００％、約１７５％～約１０００％、約１７５％～約８００％、約１７５％～約６００％、約１７５％～約５００％、約１７５％～約４００％、約１７５％～約３００％、約１７５％～約２００％、約２００％～約８００％、約２００％～約６００％、約２００％～約５００％、約２００％～約４００％、約２００％～約３００％、約３００％～約８００％、約３００％～約６００％、約３００％～約５００％、約３００％～約４００％、約４００％～約８００％、約４００％～約６００％、約４００％～約５００％、約５００％～約８００％、約５００％～約６００％、または約６００％～約８００％である。
吸着剤は、活性炭（木材、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、褐炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、果物の種、核果、木の実の殻、木の実の種、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料に由来し得る）、カーボンチャコール、モレキュラーシーブ、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、カオリン、ゼオライト、金属有機構造体、チタニア、セリア、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであり得る。
特定の実施形態において、吸着剤は、約２２５ｃｃ／Ｌ以下（約０．５ｃｃ／ｇ以下）のマイクロ細孔容積を有する。例えば、マイクロ細孔容積は、約２００ｃｃ／Ｌ以下、約１７５ｃｃ／Ｌ以下、約１５０ｃｃ／Ｌ以下、約１２５ｃｃ／Ｌ以下、約１００ｃｃ／Ｌ以下、約７５ｃｃ／Ｌ以下、約５０ｃｃ／Ｌ以下、または約２５ｃｃ／Ｌであり得る。さらなる例として、マイクロ細孔容積は、約１．０ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約１２５ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約１００ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約７５ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約５０ｃｃ／Ｌ、約１．０ｃｃ／Ｌ～約２５ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約１２５ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約１００ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約７５ｃｃ／Ｌ、約２５ｃｃ／Ｌ～約５０ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約１２５ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約１００ｃｃ／Ｌ、約５０ｃｃ／Ｌ～約７５ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約１２５ｃｃ／Ｌ、約７５ｃｃ／Ｌ～約１００ｃｃ／Ｌ、約１００ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約１００ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約１００ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約１００ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約１００ｃｃ／Ｌ～約１２５ｃｃ／Ｌ、約１２５ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約１２５ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約１２５ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約１２５ｃｃ／Ｌ～約１５０ｃｃ／Ｌ、約１５０ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約１５０ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、約１５０ｃｃ／Ｌ～約１７５ｃｃ／Ｌ、約１７５ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌ、約１７５ｃｃ／Ｌ～約２００ｃｃ／Ｌ、または約２００ｃｃ／Ｌ～約２２５ｃｃ／Ｌであり得る。
いくつかの他の実施形態において、吸着剤は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む。三次元低流動抵抗形状または形態は、低流動抵抗を有することを当業者が理解するであろう任意の形状または形態であり得る。例えば、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、ローブ形の柱、三次元螺旋もしくは渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであり得る。形態の他の有用な例には、吸収カラム充填剤の当業者に既知の形状が含まれ、ラシヒリング、クロスパーティションリング、Ｐａｌｌ（登録商標）リング、Ｉｎｔａｌｏｘ（登録商標）サドル、ベルルサドル、Ｓｕｐｅｒ Ｉｎｔａｌｏｘ（登録商標）サドル、コンジュゲートリング、カスケードミニリング、およびレッシングリングが含まれる。形態の他の有用な例には、パスタ製造の当業者に既知の形状が含まれ、リボン、中実、中空、ローブ形（ｌｏｂｅｄ）、および細長形、バネ、コイル、螺旋状、貝殻形、チューブのローブ形の中空複合形状、例えば、ジェメッリ、フジッリ、フジッリコルブコ、マカロニ、リガトーニ、チェレンターニ、ファルファーレ、ゴミティリガッティ、カサレッチェ、カヴァテッリ、クレステディガリ（ｃｒｅｓｔｅ ｄｉ ｇａｌｌｉ）、ジッリ、ルマコーニ、クアドレフィオーレ、ラジアトーレ、ルオーテ、コンキリエ、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。
非限定的な例として、図１Ａ～図１Ｉは、複合ローブ形状（Ａ）、四角柱形状（Ｂ）、円筒形状（Ｃ）、星型断面を有する形状（Ｄ）、十字断面（Ｅ）、中心軸を横断する内壁を有する三角柱（Ｆ）、中心軸を横断しない内壁を有する三角柱（Ｇ）、螺旋状またはねじれたリボン形状（Ｈ２の端面の外観を有するＨ１）、および中空シリンダー（Ｉ）を含む、本開示の例示的な形状形態を示す。
粒子状吸着剤材料は、約１ｍｍ～約２０ｍｍ（例えば、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、約１５ｍｍ、約１６ｍｍ 約１７ｍｍ、約１８ｍｍ、約１９ｍｍ、または約２０ｍｍ）の断面幅を有し得る。粒子の実施形態において、断面幅は、約１ｍｍ～約１８ｍｍ、約１ｍｍ～約１６ｍｍ、約１ｍｍ～約１４ｍｍ、約１ｍｍ～約１２ｍｍ、約１ｍｍ～約１０ｍｍ、約１ｍｍ～約８ｍｍ、約１ｍｍ～約６ｍｍ、約１ｍｍ～約４ｍｍ、約１ｍｍ～約３ｍｍ、約２ｍｍ～約２０ｍｍ、約２ｍｍ～約１８ｍｍ、約２ｍｍ～約１６ｍｍ、約２ｍｍ～約１４ｍｍ、約２ｍｍ～約１２ｍｍ、約２ｍｍ～約１０ｍｍ、約２ｍｍ～約８ｍｍ、約２ｍｍ～約６ｍｍ、約２ｍｍ～約４ｍｍ、約４ｍｍ～約２０ｍｍ、約４ｍｍ～約１８ｍｍ、約４ｍｍ～約１６ｍｍ、約４ｍｍ～約１４ｍｍ、約４ｍｍ～約１２ｍｍ、約４ｍｍ～約１０ｍｍ、約４ｍｍ～約８ｍｍ、約４ｍｍ～約６ｍｍ、約６ｍｍ～約２０ｍｍ、約６ｍｍ～約１８ｍｍ、約６ｍｍ～約１６ｍｍ、約６ｍｍ～約１４ｍｍ、約６ｍｍ～約１２ｍｍ、約６ｍｍ～約１０ｍｍ、約６ｍｍ～約８ｍｍ、約８ｍｍ～約２０ｍｍ、約８ｍｍ～約１８ｍｍ、約８ｍｍ～約１６ｍｍ、約８ｍｍ～約１４ｍｍ、約８ｍｍ～約１２ｍｍ、約８ｍｍ～約１０ｍｍ、約１０ｍｍ～約２０ｍｍ、約１０ｍｍ～約１８ｍｍ、約１０ｍｍ～約１６ｍｍ、約１０ｍｍ～約１４ｍｍ、約１０ｍｍ～約１２ｍｍ、約１２ｍｍ～約２０ｍｍ、約１２ｍｍ～約１８ｍｍ、約１２ｍｍ～約１６ｍｍ、約１２ｍｍ～約１４ｍｍ、約１４～約２０ｍｍ、約１４ｍｍ～約１８ｍｍ、約１４ｍｍ～約１６ｍｍ、約１６ｍｍ～約２０ｍｍ、約１６ｍｍ～約１８ｍｍ、または約１８ｍｍ～約２０ｍｍである。
吸着剤は、吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞を含み得る。
吸着剤は、断面において中空形状であり得る。
吸着剤は、少なくとも１つの外面と流体連通している少なくとも１つのチャネルを含み得る。
ある特定のさらなる実施形態において、吸着剤の各部分は、約３．０ｍｍ以下の厚さを有する。例えば、吸着剤の各部分は、２．５ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．２５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．７５ｍｍ以下、０．５ｍｍ、または０．２５ｍｍ以下の厚さを有し得る。すなわち、吸着剤の各部分は、約０．１ｍｍ～約３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約２．０ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約３ｍｍ、約０．２ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約２．０ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約３ｍｍ、約０．４ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約２．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約３ｍｍ、約０．４ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約２．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．７５ｍｍ～約３ｍｍ、約０．７５ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．７５ｍｍ～約２．０ｍｍ、約０．７５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．７５ｍｍ～約１．０ｍｍ、約１．２５ｍｍ～約３ｍｍ、約１．２５ｍｍ～約２．５ｍｍ、約１．２５ｍｍ～約２．０ｍｍ、約２．０ｍｍ～約３ｍｍ、約２．０ｍｍ～約２．５ｍｍ、または約２．５ｍｍ～約３．０ｍｍの厚さを有し得る。
一実施形態において、中空形状の少なくとも１つの外壁は、約１．０ｍｍ以下（例えば、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．７ｍｍ、約０．８ｍｍ、約０．９ｍｍ、または約１．０ｍｍ）の厚さを有する。例えば、中空形状の外壁は、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．３ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．７ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．８ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．８ｍｍ～約０．９ｍｍ、または約０．９ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有し得る。
さらに別の実施形態において、中空形状は、外壁の間で延在し、かつ約１．０ｍｍ以下（例えば、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．７ｍｍ、約０．８ｍｍ、約０．９ｍｍ、または約１．０ｍｍ）の厚さを有する、少なくとも１つの内壁を有する。例えば、内壁は、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．３ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．７ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．８ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．８ｍｍ～約０．９ｍｍ、または約０．９ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有し得る。
特定の実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約１．０ｍｍ以下（例えば、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．７ｍｍ、約０．８ｍｍ、約０．９ｍｍ、または約１．０ｍｍ）である。例えば、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約１．０ｍｍ以下、約０．６ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下である。ある特定の実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つは、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．２ｍｍ～約０．３ｍｍ、約０．３ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．４ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．６ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．７ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．７ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．８ｍｍ～約１．０ｍｍ、約０．８ｍｍ～約０．９ｍｍ、または約０．９ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有し得る。
いくつかの実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも２方向で外壁へと外向きに延在している。
例えば、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも３方向で、または粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも４方向で、外壁へと外向きに延在している。
特定の実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約１ｍｍ～約２０ｍｍ（例えば、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、約１５ｍｍ、約１６ｍｍ 約１７ｍｍ、約１８ｍｍ、約１９ｍｍ、または約２０ｍｍ）の幅を有し得る。特定の実施形態において、幅は、約１ｍｍ～約１８ｍｍ、約１ｍｍ～約１６ｍｍ、約１ｍｍ～約１４ｍｍ、約１ｍｍ～約１２ｍｍ、約１ｍｍ～約１０ｍｍ、約１ｍｍ～約８ｍｍ、約１ｍｍ～約６ｍｍ、約１ｍｍ～約４ｍｍ、約１ｍｍ～約３ｍｍ、約２ｍｍ～約２０ｍｍ、約２ｍｍ～約１８ｍｍ、約２ｍｍ～約１６ｍｍ、約２ｍｍ～約１４ｍｍ、約２ｍｍ～約１２ｍｍ、約２ｍｍ～約１０ｍｍ、約２ｍｍ～約８ｍｍ、約２ｍｍ～約６ｍｍ、約２ｍｍ～約４ｍｍ、約４ｍｍ～約２０ｍｍ、約４ｍｍ～約１８ｍｍ、約４ｍｍ～約１６ｍｍ、約４ｍｍ～約１４ｍｍ、約４ｍｍ～約１２ｍｍ、約４ｍｍ～約１０ｍｍ、約４ｍｍ～約８ｍｍ、約４ｍｍ～約６ｍｍ、約６ｍｍ～約２０ｍｍ、約６ｍｍ～約１８ｍｍ、約６ｍｍ～約１６ｍｍ、約６ｍｍ～約１４ｍｍ、約６ｍｍ～約１２ｍｍ、約６ｍｍ～約１０ｍｍ、約６ｍｍ～約８ｍｍ、約８ｍｍ～約２０ｍｍ、約８ｍｍ～約１８ｍｍ、約８ｍｍ～約１６ｍｍ、約８ｍｍ～約１４ｍｍ、約８ｍｍ～約１２ｍｍ、約８ｍｍ～約１０ｍｍ、約１０ｍｍ～約２０ｍｍ、約１０ｍｍ～約１８ｍｍ、約１０ｍｍ～約１６ｍｍ、約１０ｍｍ～約１４ｍｍ、約１０ｍｍ～約１２ｍｍ、約１２ｍｍ～約２０ｍｍ、約１２ｍｍ～約１８ｍｍ、約１２ｍｍ～約１６ｍｍ、約１２ｍｍ～約１４ｍｍ、約１４～約２０ｍｍ、約１４ｍｍ～約１８ｍｍ、約１４ｍｍ～約１６ｍｍ、約１６ｍｍ～約２０ｍｍ、約１６ｍｍ～約１８ｍｍ、または約１８ｍｍ～約２０ｍｍである。
粒子状吸着剤は、１００℃以上の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融する細孔形成材料もしくは加工助剤、結合剤、フィラー、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含み得る。
特定の実施形態において、粒子状吸着剤は、約５％～約６０％の吸着剤、約６０％以下のフィラー、約６％以下の細孔形成材料（もしくは加工助剤）、約１０％以下のケイ酸塩、約５％～約７０％の粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む。吸着剤は、粒子状吸着剤材料の約５％～約６０％、約５％～約５０％、約５％～約４０％、約５％～約３０％、約５％～約２０％、約５％～約１０％、約１０％～約６０％、約１０％～約５０％、約１０％～約４０％、約１０％～約３０％、約１０％～約２０％、約２０％～約６０％、約２０％～約５０％、約２０％～約４０％、約２０％～約３０％、約３０％～約６０％、約３０％～約５０％、約３０％～約４０％、約４０％～約６０％、約４０％～約５０％、または約５０％～約６０％で存在し得る。
フィラーは、粒子状吸着剤材料の約６０％以下、約５０％以下、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、約１０％、約５％～約６０％、約５％～約５０％、約５％～約４０％、約５％～約３０％、約５％～約２０％、約５％～約１０％、約１０％～約６０％、約１０％～約５０％、約１０％～約４０％、約１０％～約３０％、約１０％～約２０％、約２０％～約６０％、約２０％～約５０％、約２０％～約４０％、約２０％～約３０％、約３０％～約６０％、約３０％～約５０％、約３０％～約４０％、約４０％～約６０％、約４０％～約５０％、または約５０％～約６０％で存在し得る。
細孔形成材料は、粒子状吸着剤材料の約６％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、約２％以下、または約１％以下で存在し得る。
ケイ酸塩は、粒子状吸着剤材料の約１０％以下、約９％以下、約８％以下、約７％以下、約６％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、約２％以下、または約１％以下で存在し得る。
粘土は、粒子状吸着剤材料の約５％～約７０％、５％～約６０％、約５％～約５０％、約５％～約４０％、約５％～約３０％、約５％～約２０％、約５％～約１０％、約１０％～約７０％、約１０％～約６０％、約１０％～約５０％、約１０％～約４０％、約１０％～約３０％、約１０％～約２０％、約２０％～約７０％、約２０％～約６０％、約２０％～約５０％、約２０％～約４０％、約２０％～約３０％、約３０％～約７０％、約３０％～約６０％、約３０％～約５０％、約３０％～約４０％、約４０％～約７０％、約４０％～約６０％、約４０％～約５０％、約５０％～約７０％、約５０％～約６０％、または約６０％～約７０％で存在し得る。
細孔形成材料（または加工助剤）は、これが昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融されたときに巨視的細孔を生成する。これにより、吸着剤材料の空間的希釈が提供される。孔形成材料は、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、フェノール－ホルムアルデヒド樹脂（ノボラック、レゾール）、ポリエチレンまたはポリエステル樹脂であり得る。セルロース誘導体は、メチル基ならびに／またはヒドロキシプロピルおよび／もしくはヒドロキシエチル基による部分置換を有するコポリマーを含み得る。細孔形成材料または加工助剤は、約１２５℃～約６４０℃の範囲の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融し得る。例えば、加工助剤は、約１２５℃～約６００℃、約１２５℃～約５５０℃、約１２５℃～約５００℃、約１２５℃～約４５０℃、約１２５℃～約４００℃、約１２５℃～約３５０℃、約１２５℃～約３００℃、約１２５℃～約２５０℃、約１２５℃～約２００℃、約１２５℃～約１５０℃、約１５０℃～約６４０℃、１５０℃～約６００℃、約１５０℃～約５５０℃、約１５０℃～約５００℃、約１５０℃～約４５０℃、約１５０℃～約４００℃、約１５０℃～約３５０℃、約１５０℃～約３００℃、約１５０℃～約２５０℃、約１５０℃～約２００℃、約２００℃～約６４０℃、２００℃～約６００℃、約２００℃～約５５０℃、約２００℃～約５００℃、約２００℃～約４５０℃、約２００℃～約４００℃、約２００℃～約３５０℃、約２００℃～約３００℃、約２００℃～約２５０℃、約２５０℃～約６４０℃、２５０℃～約６００℃、約２５０℃～約５５０℃、約２５０℃～約５００℃、約２５０℃～約４５０℃、約２５０℃～約４００℃、約２５０℃～約３５０℃、約２５０℃～約３００℃、約３００℃～約６４０℃、３００℃～約６００℃、約３００℃～約５５０℃、約３００℃～約５００℃、約３００℃～約４５０℃、約３００℃～約４００℃、約３００℃～約３５０℃、約３５０℃～約６４０℃、３５０℃～約６００℃、約３５０℃～約５５０℃、約３５０℃～約５００℃、約３５０℃～約４５０℃、約３５０℃～約４００℃、約４００℃～約６４０℃、４００℃～約６００℃、約４００℃～約５５０℃、約４００℃～約５００℃、約４００℃～約４５０℃、約４５０℃～約６４０℃、４５０℃～約６００℃、約４５０℃～約５５０℃、約４５０℃～約５００℃、約５００℃～約６４０℃、５００℃～約６００℃、約５００℃～約５５０℃、約５５０℃～約６４０℃、５５０℃～約６００℃、または約６００℃～約６４０℃の範囲の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融し得る。
結合剤は、粘土またはケイ酸塩材料であり得る。例えば、結合剤は、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土、レクトライト粘土、コーディエライト、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであり得る。
フィラーは、形状形成および機械的完全性を補助および維持するため、ならびに最終粒子状生成物中のマクロ細孔容積の量を増大させるために、粒子状吸着剤構造体中で機能し得る。一実施形態において、フィラーは、中実または中空のミクロスフェアであり、これはミクロンサイズ以上であり得る。他の実施形態において、フィラーは、ガラス材料および／またはセラミック材料などの無機フィラーである。フィラーは、上記の利点を提供する、当業者が理解するであろう任意の適切なフィラーであり得る。
別の態様において、本開示は、粒子状吸着剤材料を調製する方法を提供する。該方法は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔を有する吸着剤と、１００℃以上の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融する細孔形成材料または加工助剤と、を混合することと、混合物を約１００℃～約１２００℃の範囲の温度に約０．２５時間～約２４時間加熱することにより、コア材料が昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融されたときに約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔を形成することと、を含み、ここで、吸着剤中の巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比は１５０％超である。吸着剤は、本開示を通して論じられる粒子状吸着剤材料の任意の特徴を有し得る。
混合物は、約１００℃～約１１００℃、約１００℃～約１０００℃、約１００℃～約９００℃、約１００℃～約８００℃、約１００℃～約７００℃、約１００℃～約６００℃、約１００℃～約５００℃、約１００℃～約４００℃、約１００℃～約３００℃、約１００℃～約２００℃、約２００℃～約１２００℃、約２００℃～約１１００℃、約２００℃～約１０００℃、約２００℃～約９００℃、約２００℃～約８００℃、約２００℃～約７００℃、約２００℃～約６００℃、約２００℃～約５００℃、約２００℃～約４００℃、約２００℃～約３００℃、約３００℃～約１２００℃、約３００℃～約１１００℃、約３００℃～約１０００℃、約３００℃～約９００℃、約３００℃～約８００℃、約３００℃～約７００℃、約３００℃～約６００℃、約３００℃～約５００℃、約３００℃～約４００℃、約４００℃～約１２００℃、約４００℃～約１１００℃、約４００℃～約１０００℃、約４００℃～約９００℃、約４００℃～約８００℃、約４００℃～約７００℃、約４００℃～約６００℃、約４００℃～約５００℃、約５００℃～約１２００℃、約５００℃～約１１００℃、約５００℃～約１０００℃、約５００℃～約９００℃、約５００℃～約８００℃、約５００℃～約７００℃、約５００℃～約６００℃、約６００℃～約１２００℃、約６００℃～約１１００℃、約６００℃～約１０００℃、約６００℃～約９００℃、約６００℃～約８００℃、約６００℃～約７００℃、約７００℃～約１２００℃、約７００℃～約１１００℃、約７００℃～約１０００℃、約７００℃～約９００℃、約７００℃～約８００℃、約８００℃～約１２００℃、約８００℃～約１１００℃、約８００℃～約１０００℃、約８００℃～約９００℃、約９００℃～約１２００℃、約９００℃～約１１００℃、約９００℃～約１０００℃、約１０００℃～約１２００℃、約１０００℃～約１１００℃、または約１１００℃～約１２００℃に加熱し得る。
いくつかの実施形態において、混合物を加熱することは、約２．５℃／分（例えば、約１．０℃／分、約１．２５℃／分、約１．５℃／分、約１．７５℃／分、約２．０℃／分、約２．２５℃／分、約２．７５℃／分、約３．０℃／分、約３．２５℃／分、約３．５℃／分、約３．７５℃／分、約４．０℃／分、または４．２５℃／分）のランプ速度（ｒａｍｐ ｒａｔｅ）を含み得る。例えば、ランプ速度は、約０．５℃／分～約２０℃／分、約０．５℃／分～約１５℃／分、約０．５℃／分～約１０℃／分、約０．５℃／分～約５．０℃／分、約０．５℃／分～約２．５℃／分、約１．０℃／分～約２０℃／分、約１．０℃／分～約１５℃／分、約１．０℃／分～約１０℃／分、約１．０℃／分～約５．０℃／分、約１．０℃／分～約２．５℃／分、約２．０℃／分～約２０℃／分、約２．０℃／分～約１５℃／分、約２．０℃／分～約１０℃／分、約２．０℃／分～約５．０℃／分、約２．０℃／分～約２．５℃／分、約５．０℃／分～約２０℃／分、約５．０℃／分～約１５℃／分、約５．０℃／分～約１０℃／分、約１０℃／分～約２０℃／分、約１０℃／分～約１５℃／分、または約１５℃／分～約２０℃／分であり得る。例えば、温度へのランプは、約５分～約２時間、約５分～約１．７５時間、約５分～約１．５時間、約５分～約１．２５時間、約５分～約１．０時間、約５分～約４５分、約５分～約３０分、約５分～約１５分、約１５分～約２時間、約１５分～約１．７５時間、約１５分～約１．５時間、約１５分～約１．２５時間、約１５分～約１．０時間、約１５分～約４５分、約１５分～約３０分、約３０分～約２時間、約３０分～約１．７５時間、約３０分～約１．５時間、約３０分～約１．２５時間、約３０分～約１．０時間、約３０分～約４５分、約４５分～約２時間、約４５分～約１．７５時間、約４５分～約１．５時間、約４５分～約１．２５時間、約４５分～約１．０時間、約１．０時間～約２時間、約１．０時間～約１．７５時間、約１．０時間～約１．５時間、約１．０～約１．２５時間、約１．２５～約２時間、約１．２５～約１．７５時間、約１．２５～約１．５時間、約１．５～約２時間、約１．５～約１．７５時間、または約１．７５時間～約２．０時間かかり得る。
別の実施形態において、混合物をその温度で（すなわち、ランプ後に）約０．２５時間～約２４時間保持する。例えば、混合物を、その温度で約０．２５時間～約１８時間、約０．２５時間～約１６時間、約０．２５時間～約１４時間、約０．２５時間～約１２時間、約０．２５時間～約１０時間、約０．２５時間～約８時間、約０．２５時間～約６時間、約０．２５時間～約４時間、約０．２５時間～約２時間、約１時間～約２４時間、約０．２５時間～約１８時間、約１時間～約１６時間、約１時間～約１４時間、約１時間～約１２時間、約１時間～約１０時間、約１時間～約８時間、約１時間～約６時間、約１時間～約４時間、約１時間～約２時間、約２時間～約２４時間、約２時間～約１８時間、約２時間～約１６時間、約２時間～約１４時間、約２時間～約１２時間、約２時間～約１０時間、約２時間～約８時間、約２時間～約６時間、約２時間～約３時間、約３時間～約２４時間、約３時間～約１８時間、約３時間～約１６時間、約３時間～約１４時間、約３時間～約１２時間、約３時間～約１０時間、約３時間～約８時間、約３時間～約６時間、約３時間～約４時間、約４時間～約２４時間、約４時間～約１８時間、約４時間～約１６時間、約４時間～約１４時間、約４時間～約１２時間、約４時間～約１０時間、約４時間～約８時間、約４時間～約６時間、約６時間～約２４時間、約６時間～約１８時間、約６時間～約１６時間、約６時間～約１４時間、約６時間～約１２時間、約６時間～約１０時間、約６時間～約８時間、約８時間～約２４時間、約８時間～約１８時間、約８時間～約１６時間、約８時間～約１４時間、約８時間～約１２時間、約８時間～約１０時間、約１０時間～約２４時間、約１０時間～約１８時間、約１０時間～約１６時間、約１０時間～約１４時間、約１０時間～約１２時間、約１２時間～約２４時間、約１２時間～約１８時間、約１２時間～約１６時間、約１２時間～約１４時間、約１４時間～約２４時間、約１４時間～約１８時間、約１４時間～約１６時間、約１６時間～約２４時間、約１６時間～約１８時間、約１８時間～約２４時間、約１８時間～約２２時間、約１８時間～約２０時間、約２０時間～約２４時間、約２０時間～約２２時間、または約２２時間～約２４時間保持し得る。
該方法は、混合物を（例えば約室温に）冷却することをさらに含み得る。一実施形態において、混合物を約４～約１０時間にわたり冷却し得る。例えば、混合物を約４時間～約９時間、約４時間～約８時間、約４時間～約７時間、約４時間～約６時間、約４時間～約５時間、約５時間～約１０時間、約５時間～約９時間、約５時間～約８時間、約５時間～約７時間、約５時間～約６時間、約６時間～約１０時間、約６時間～約９時間、約６時間～約８時間、約６時間～約７時間、約７時間～約１０時間、約７時間～約９時間、約７時間～約８時間、約８時間～約１０時間、約８時間～約９時間、または約９時間～約１０時間にわたり冷却し得る。
さらなる実施形態において、混合物の加熱は、不活性雰囲気（例えば、窒素、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、蒸気および酸素含有量が制御されている煙道ガス（ｆｌｕｅ ｇａｓ）、またはそれらの組み合わせ）中で行われる。
粒子状吸着剤材料は、約１．０ｇ／ｄＬ以下、約０．７５ｇ／ｄＬ以下、約０．５０ｇ／ｄＬ以下、または約０．２５ｇ／ｄＬ以下の保持力を有し得る。例えば、吸着剤は、約０．２５ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬ、約０．２５ｇ／ｄＬ～約０．７５ｇ／ｄＬ、約０．２５ｇ／ｄＬ～約０．５０ｇ／ｄＬ、約０．５０ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬ、約０．５０ｇ／ｄＬ～約０．７５ｇ／ｄＬ、または約０．７５ｇ／ｄＬ～約１．００ｇ／ｄＬの保持力を有し得る。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、微視的細孔の直径の少なくとも１つは約２ｎｍ～約１００ｎｍ未満であり、巨視的細孔の直径は１００ｎｍ以上および１００，０００ｎｍ未満またはそれらの組み合わせである。
該方法は、混合物を押出成形または圧縮して、成形された構造体にすることをさらに含み得る。例えば、押出成形または圧縮された粒子状吸着剤材料は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含み得る。低流動抵抗形状または形態は、例えば、吸着剤材料のために本明細書に記載される任意の形状または形態であり得る。例えば、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、ローブ形の柱、三次元渦巻形状、図１Ａ～図１Ｉに示される形状もしくは形態、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであり得る。
吸着剤は、活性炭、モレキュラーシーブ、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、ゼオライト、金属有機構造体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであり得る。
混合物は、結合剤（粘土、ケイ酸塩、もしくはそれらの組み合わせなど）および／またはフィラーをさらに含み得る。フィラーは、既知であるかまたは関連する技術分野において既知となる任意のフィラーであってもよい。
吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの範囲内などの本明細書に記載される断面幅を有し得る。
粒子状吸着剤材料は、吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞またはチャネルを含み得る。粒子状吸着剤は、断面において中空形状を有していてもよい。吸着剤の各部分は、約３．０ｍｍ以下の厚さを有し得る。中空形状の外壁は、３ｍｍ以下（例えば、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ）の厚さを有し得る。中空形状は、外壁の間で延在する内壁を有し得、該内壁は例えば、約３．０ｍｍ以下（例えば、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍ）の厚さを有し得る。
内壁は、中心部などの内部容積部から（例えば中空部分から）少なくとも２方向、少なくとも３方向、または少なくとも４方向で外壁へと外向きに延在している。
いくつかの実施形態において、吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍ（例えば、約２ｍｍ～約７ｍｍ）の長さを有する。
さらなる態様において、本開示は、本開示の方法によって製造された粒子状吸着剤材料を提供する。
試験方法
円筒形の直径対粒子状材料の平均粒径を測定するために規定の最小比１０を考慮に入れ、規定の標準スクリーニング方法に従って測定される平均粒径を用いて、標準方法ＡＳＴＭ Ｄ２８５４－０９（２０１４）（以後、「標準方法」）を使用して粒子状吸着剤の見掛け密度を決定することができる。
標準方法ＡＳＴＭ Ｄ５２２８－１６を使用して、粒子状の顆粒吸着剤および／またはペレット化吸着剤を含有する吸着剤容積のブタン作用能力（ＢＷＣ）を決定することができる。保持力（ｇ／ｄＬ）は、容積ブタン活性（ｇ／ｄＬ）［すなわち、重量ベースの飽和ブタン活性（ｇ／１００ｇ）に見掛け密度（ｇ／ｃｃ）を掛けたもの］とＢＷＣ（ｇ／ｄＬ）との差として計算される。
巨視的細孔容積は、水銀圧入ポロシメトリー法ＩＳＯ １５９０１－１：２０１６により測定される。実施例に使用した装置は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ａｕｔｏｐｏｒｅ Ｖ（ジョージア州ノークロス）であった。使用した試料は約０．４ｇのサイズであり、オーブン中において１０５℃で少なくとも１時間前処理した。Ｗａｓｈｂｕｒｎの方程式に使用した水銀の表面張力および接触角はそれぞれ４８５ダイン／ｃｍおよび１３０°であった。
微視的細孔容積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２４２０（ジョージア州ノークロス）を使用して、窒素ガス吸着法ＩＳＯ １５９０１－２：２００６による窒素吸着ポロシメトリーによって測定される。試料調製手順は１０μｍＨｇ未満の圧力まで脱気することであった。微視的細孔サイズのための細孔容積の決定は、０．１ｇの試料についての７７Ｋ等温線の脱着分枝（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｒａｎｃｈ）からとした。窒素吸着等温線データをＫｅｌｖｉｎおよびＨａｌｓｅｙの方程式によって分析して、Ｂａｒｒｅｔｔ、Ｊｏｙｎｅｒ、およびＨａｌｅｎｄａ（「ＢＪＨ」）のモデルに従って、円筒形細孔の細孔サイズとともに細孔容積の分布を決定した。非理想性係数は０．００００６２０であった。密度変換係数は０．００１５４６８であった。熱遷移剛体球（ｈａｒｄ－ｓｐｈｅｒｅ）の直径は３．８６０Åであった。分子断面積は０．１６２ｎｍ２であった。計算に用いた細孔径（Ｄ，Å）に関する凝縮層厚（Å）は、０．４９７７［ｌｎ（Ｄ）］２－０．６９８１ｌｎ（Ｄ）＋２．５０７４であった。等温線の目標相対圧力は以下の通りであった：０．０４、０．０５、０．０８５、０．１２５、０．１５、０．１８、０．２、０．３５５、０．５、０．６３、０．７７、０．９、０．９５、０．９９５、０．９５、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４５、０．４、０．３５、０．３、０．２５、０．２、０．１５、０．１２、０．１、０．０７、０．０５、０．０３、０．０１。実点は、それぞれ５ｍｍＨｇまたは５％の絶対または相対圧力許容差の範囲内で記録され、どちらもより厳密であった。平衡化中の連続した圧力読み取りの間の時間は１０秒であった。
流動制限は、図４に示す装置を用いて、所与の１分間あたりの標準リットル（ＳＬＰＭ）で長さ３０ｍｍの濃密充填ベッドを横切る異なる成形吸着剤粒子についての圧力降下（Ｐａ／ｃｍ）として測定された。特に、圧力降下（Ｐａ／ｃｍ）は、１０～７０ＳＬＰＭ（２４～１６５ｃｍ／秒）の空気流範囲について直径４３ｍｍのペレットベッドの中心で深さ３０ｍｍにわたって測定された。ベッドの深さに沿って中間点から測って＋／－１５ｍｍにおいて穴が開けられた開口部を有する内径４３ｍｍの管に吸着剤を装入した。連続気泡フォームを使用して炭素ベッドを閉じ込めた。圧力パージのために圧縮した空気を開口部１を通して開口部２の大気へと装入し、開口部３および４を横切る圧力降下を測定した。真空パージのために開口部１を通して真空を引き、開口部３および４を横切る圧力降下を測定した。流動を１０～７０ＳＬＰＭ（２４～１６５ｃｍ／秒）から調整し、圧力降下を各調整において測定した。
本開示の吸着剤粒子の強度を、標準ＡＳＴＭ ３８０２－７９法の当該技術分野で許容可能な変形を使用して調べた。この方法は、米国特許第６，５７３，２１２号に摩耗硬度試験として詳述されており、その結果をペレット強度として報告している。米国特許第５，３２４，７０３号で述べられているように、この業界標準試験は典型的な最小許容強度５５を有する。
粒子状吸着剤材料の製造．例示的な粒子状吸着剤材料は、以下に記載するように、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）活性炭粉末、カオリン粘土、霞石閃長岩（粘土に添加される鉱物成分）、焼成カオリン（粘土）、メチルセルロース、ケイ酸ナトリウム、および中空ホウケイ酸ガラス微小球を混合することによって製造された。例示的な粒子状吸着剤材料（Ｅ－１～Ｅ－６）および比較例（Ｃ－１～Ｃ－１４）の一般組成を表１および表２に示し、Ｃ－１４は市販品である。特に、吸着剤は市販のＨｏｎｄａ Ｃｉｖｉｃエミッション制御キャニスターから得た。当業者は、配合物に対する多くの変形によって本開示の粒子状吸着剤材料が製造されることを理解するであろう。
Figure 0007121018000001
Figure 0007121018000002
粒子状吸着剤材料の成分を上記の量でミキサー中で混合した。乾燥成分を装置に装入し、次いでケイ酸塩および十分量の水を添加して押出成形可能なペーストを得た。多くの種類のミキサーを利用して、押出成形のための適切なレオロジーを有するペーストを得るために必要な成分の均一な分布および高剪断混合を達成することができる。当業者は、本開示の粒子状吸着剤材料を製造するために本開示の混合物に対して多くの種類の押出成形機が有効であろうことを理解するであろう。
押出ダイスは、中空ペレットを作り出すために材料の流動を方向付けるインサートを有する多孔プレートからなっていた。実施例の大半は、図１Ｃに示すように、成形された支持体を中央に有する円筒形チューブを使用したが、任意の多数の低流動制限形状が本開示により企図される。押出成形物の外径は５．０ｍｍであり、外壁および支持体は０．７５ｍｍの壁厚を有していた。同様の公称外形寸法（すなわち、約４～７ｍｍの外径および約０．５～１．０ｍｍ厚の壁）を有する、中空複合ローブ形状（図１Ａを参照）、中空直方柱形状（図１Ｂを参照）、および中空三角柱形状（図１Ｇを参照）は、同様の試験結果を示した（データが示されている）。公称外径（すなわち、断面幅）の帰属付けに際して、図１Ａ～図１Ｉにおいて「ｄ」：正方形断面の側面幅（図１Ｂ）、複合ローブ（図１Ａ）、星形（図１Ｄ）、十字形または「Ｘ」形（図１Ｅ）、および三角形状（図１Ｆおよび１Ｇ）の断面図について注記されている幅、ならびに螺旋形のねじれたリボンについて注記されている幅（図１Ｈ１、図１Ｈ２に幅が示されている）として例が示されている。
押出成形物を回転カッターで約５ｍｍまたは約１０ｍｍの目標長さに切断し、次いで対流式オーブン中に配置されたトレイ上で約１１０℃で一晩乾燥させた。しかしながら、強制空気ベルト乾燥機上、ロータリーキルン中、またはペレットを乾燥させるのに十分な空気流および低湿度を有する任意の炉を使用することによって、粒子を乾燥させてもよい。
次いで、乾燥した粒子／ペレットを、箱形炉、管状炉、またはロータリーキルン中で不活性窒素雰囲気下で焼成した。大部分の試料は、約１１００℃まで約２．５℃／分のランプ速度を用い、最高温度で約３時間保持し、続いて約６～８時間にわたり室温に冷却することによって調整した。様々な焼成条件が適切であると思われる。約１０分間という速いランプ時間を調べ、保持時間（ｈｏｌｄ－ｔｉｍｅ）を２０分間という短い時間とした。９００℃超の温度は良好なペレット強度を確実にするように思われるが、必須ではない。任意の不活性雰囲気（窒素、アルゴン、または蒸気および酸素含有量が制御される限り、場合によっては煙道ガスなど）を利用することができる。本発明者らは、窒素雰囲気を使用し、約９７０℃のロータリーキルン中で滞留時間（ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ）を３０分間として良好な製品を首尾よく製造した。
吸着剤粒子の保持力の検査
成分の割合を変えることによって、約１００ｎｍ以上の巨視的細孔の容積対約１００ｎｍ未満の微視的細孔の容積の比が約４７％～約１３３３％の範囲である、ある範囲の多孔特性を有する例示的な粒子状吸着剤材料を調製した。データを図２および表３に見出すことができる。１５０％超の比を有する吸着剤粒子は、市販の比較例Ｃ－１４などの１５０％未満の比を有する比較例と比べて、有意に低い保持力（例えば、実施例Ｅ－５では１９０％の比で０．４８ｇ／ｄＬ、および実施例Ｅ－３では２４１％の比で０．３４ｇ／ｄＬ）を有していたことは驚くべきことであり、予想外に観察された。保持力についてのこの利点は、６５％～１５０％の比における保持力が１ｇ／ｄＬ超に漸近し、１５０％超の比における例が言及されている１．７ｇ／ｄＬの目標を超える、米国特許第９，１７４，１９５号によって教示される傾向とは著しく対照的である。
吸着剤粒子強度の検査
データを表３および図３に示す。図３に示されるように、１５０％超の約１００ｎｍ以上の巨視的細孔の容積対１００ｎｍ未満の微視的細孔の容積の比を有する吸着剤粒子が有意なペレット強度を有し、これは細孔比とは関係のないことが驚くべきことに発見された。対照的に、米国特許第９，１７４，１９５号は、上記の比が１５０％以上であるときに吸着剤材料の強度が急激に低下することを実証した（例えば、Ｃ－１４参照）。
Figure 0007121018000003
吸着剤粒子の圧力降下の検査
表４および図５は、粒子状材料の充填ベッド内における２点間の圧力降下に関して、代替の成形された吸着剤材料の流動制限特性を示す。本発明者らに明らかとなったことは、この特性が、形状の「中空度」に比べて、主な効果として公称外径寸法によって強く推進されたことである。したがって、当業者は、流動制限特性（対流要件）を調整するために、選択された形状の公称外径効果を理解するように努めるであろう。次いで、当業者は、吸着および脱着特性のための吸着質アクセスとバランスが取れた作用能力および強度に対する壁材料の所望の量を調整するために、中空セルサイズ、セル容積、および壁の薄さを調整するであろう。画定されたセルを有さない螺旋または渦巻形状の場合、流動制限のためのリボンの幅およびねじれのピッチ（ｐｉｔｃｈ）、強度と吸着および脱着特性とのためのリボンの厚さ、ならびに作用能力のためのピッチおよび厚さについて調整が行われるであろう。
Figure 0007121018000004
具体的な実施形態
一態様において、本開示は、蒸発エミッション制御に使用することができる粒子状吸着剤材料を提供する。該材料は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔と、約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔とを有する吸着剤を含み、巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比が約１５０％超であり、該微粒子状吸着剤材料が約１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約０．７５ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約０．２５～約１．００ｇ／ｄＬの保持力を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、活性炭、カーボンチャコール、モレキュラーシーブ、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、カオリン、ゼオライト、金属有機構造体、チタニア、セリア、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約０．５ｃｃ／ｇ以下（約２２５ｃｃ／Ｌ以下）のマイクロ細孔容積（例えば、ＢＪＨによって決定される）を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、トリローブ形の柱（ｔｒｉｌｏｂｅ ｐｒｉｓｍ）、三次元渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの断面幅を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、断面幅は、約３ｍｍ～約７ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、断面において中空形状を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞を含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料の各部分は、約０．１ｍｍ～約３．０ｍｍの厚さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、中空形状の少なくとも１つの外壁は、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、中空形状は、外壁の間で延在し、かつ約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有する、少なくとも１つの内壁を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約０．３ｍｍ～約０．８ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁、外壁、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの厚さは、約０．４ｍｍ～約０．７ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも２方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分から（例えば、粒子状吸着剤材料の中心部から）少なくとも３方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、粒子状吸着剤材料の中空部分（例えば、粒子状吸着剤材料の中心）から少なくとも４方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの長さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、この長さは約２ｍｍ～約１５ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、この長さは約３ｍｍ～約８ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、活性炭は、木材、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、褐炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、果物の種、核果、木の実の殻、木の実の種、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料に由来する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粘土は、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土、レクトライト粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料は、１００℃の温度に加熱されたときに分解、可溶化、昇華、気化、もしくは溶融する細孔形成材料もしくは加工助剤、結合剤、フィラー、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、細孔形成材料または加工助剤はセルロース誘導体である。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、細孔形成材料または加工助剤はメチルセルロースである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、細孔形成材料または加工助剤は、約１２５℃～約６４０℃の範囲の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、結合剤は粘土またはケイ酸塩材料である。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粘土は、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土、レクトライト粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤材料の充填ベッドは、４６ｃｍ／秒の見掛けの直線空気流速度で４０Ｐａ／ｃｍ未満の圧力降下を有する。
さらなる態様において、本開示は、本開示の粒子状吸着剤を調製する方法を提供する。該方法は、約１００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔を有する吸着剤と、１００℃以上の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融する細孔形成材料または加工助剤と、を混合することと、混合物を約１００℃～約１２００℃の範囲の温度に約０．２５時間～約２４時間加熱することにより、コア材料が昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融されたときに約１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔を形成することと、を含み、ここで、粒子状吸着剤は１５０％超である巨視的細孔の容積対微視的細孔の容積の比を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、該方法は、混合物を押出成形または圧縮して、成形された構造体にすることをさらに含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、吸着剤は、活性炭、モレキュラーシーブ、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、ゼオライト、金属有機構造体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、混合物はさらに結合剤を含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、結合剤は、粘土、ケイ酸塩、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、混合物はフィラーをさらに含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの範囲の断面幅を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、三次元低流動抵抗形状または形態は、実質的に円筒形、実質的に卵形の柱、実質的に球、実質的に立方体、実質的に楕円柱、実質的に直方柱、ローブ形の柱、三次元螺旋もしくは渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、粒子状吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞またはチャネルを含む。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、断面において中空形状を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤の各部分は、約０．１ｍｍ～約３．０ｍｍの厚さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、中空形状の外壁は、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、中空形状は、外壁の間で延在する少なくとも１つの内壁を有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲の厚さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁の少なくとも１つ、外壁の少なくとも１つ、またはそれらの組み合わせは、約０．１ｍｍ～約０．８ｍｍである。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から少なくとも２方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から少なくとも３方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、内壁は、中心部などの内部容積部から少なくとも４方向で外壁へと外向きに延在している。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、約１ｍｍ～約２０ｍｍの長さを有する。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤の長さは、約２ｍｍ～約８ｍｍの範囲である。
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、粒子状吸着剤は、約１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する。
別の態様において、本開示は、本開示の方法（すなわち、本開示の粒子状吸着剤を調製する方法）によって製造された粒子状吸着剤材料を提供する。
本開示のいくつかの実施形態を本明細書で示し説明してきたが、そのような実施形態は例としてのみ提供されることが理解されよう。本開示の真意から逸脱することなく、当業者には多くの変形、変更、および置換が思い付くことであろう。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的な均等物によって定義される本開示の範囲内に含まれる全ての修正、均等物、および代替物を包含するものである。したがって、本説明および添付の特許請求の範囲は、本開示の真意および範囲内に含まれる全てのそのような変形を包含することが意図されている。
本出願を通して引用された全ての参考文献、特許、係属中の特許出願および公開された特許の内容は、参照により本明細書に明確に組み込まれる。
当業者は、ただの型どおりに決まった実験を用いて、本明細書に記載の開示の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識し、または確かめることができるであろう。そのような等価物は、以下の特許請求の範囲によって包含されることを意図している。本明細書に記載される詳細な例および実施形態は、例示目的のためだけに例として与えられ、決して本開示を限定すると見なされるべきではないと理解されるものである。それらに照らした様々な修正または変更が、当業者に示唆されるであろうし、本出願の真意および範囲内に含まれ、添付の特許請求の範囲内にあると見なされる。例えば、成分の相対量を変化させて所望の効果を最適化してもよく、さらなる成分を添加してもよく、および／または同様の成分を記載された成分のうちの１つまたは複数の代わりに用いてもよい。本開示のシステム、方法、およびプロセスに関連するさらなる有利な特徴および機能性は、添付の特許請求の範囲から明らかであろう。さらに、当業者であれば、日常的であることを超えない実験を用いて、本明細書に記載される本開示の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識し、確かめることができるであろう。そのような均等物は、添付の特許請求の範囲によって包含されることを意図している。

Claims (52)

  1. 蒸発エミッション制御のための粒子状吸着剤材料であって、前記粒子状吸着剤材料が、
    １００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔と、
    １００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔を有する吸着剤とを含み、
    前記巨視的細孔の容積対前記微視的細孔の容積の比｛（前記巨視的細孔の容積）／（前記微視的細孔の容積）｝が、１６０％超であり、
    前記粒子状吸着剤材料が、（ｉ）１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力、（ｉｉ）８ｇ／ｄＬ未満の公称ブタン作用能力（ＢＷＣ）、または（ｉ）および（ｉｉ）の両方を有する、粒子状吸着剤材料。
  2. 前記粒子状吸着剤材料が、０．７５ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する、請求項１に記載の粒子状吸着剤材料。
  3. 前記粒子状吸着剤材料が、０．２５～１．００ｇ／ｄＬの保持力を有する、請求項１に記載の粒子状吸着剤材料。
  4. 前記吸着剤が、活性炭、カーボンチャコール、モレキュラーシーブ、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、カオリン、ゼオライト、金属有機構造体、チタニア、セリア、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項１～３のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  5. 前記粒子状吸着剤材料が、０．５ｃｃ／ｇ以下（２２５ｃｃ／Ｌ以下）のマイクロ細孔容積（例えば、ＢＪＨによって決定される）を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  6. 前記粒子状吸着剤材料が、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  7. 前記吸着剤が、前記吸着剤の前記外面と流体連通している少なくとも１つの空洞を含む、請求項６に記載の粒子状吸着剤材料。
  8. 前記三次元低流動抵抗形状または形態が、円筒形、卵形の柱、球、立方体、楕円柱、直方柱、トリローブ形の柱、三次元渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項６または請求項７に記載の粒子状吸着剤材料。
  9. 前記粒子状吸着剤材料が、１ｍｍ～２０ｍｍの断面幅を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  10. 前記断面幅が、３ｍｍ～７ｍｍである、請求項９に記載の粒子状吸着剤材料。
  11. 前記吸着剤が、断面において中空形状を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  12. 前記粒子状吸着剤材料の各部分が、０．１ｍｍ～３．０ｍｍの厚さを有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  13. 前記中空形状の少なくとも１つの外壁が、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１１に記載の粒子状吸着剤材料。
  14. 前記中空形状が、中心部と、前記中心部から外壁に延在し、かつ０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲の厚さを有する、少なくとも１つの内壁と、を有する、請求項１１に記載の粒子状吸着剤材料。
  15. 前記少なくとも１つの内壁、前記外壁、またはそれらの組み合わせの厚さが、０．３ｍｍ～０．８ｍｍである、請求項１４に記載の粒子状吸着剤材料。
  16. 前記少なくとも１つの内壁、前記外壁、またはそれらの組み合わせの厚さが、０．４ｍｍ～０．７ｍｍである、請求項１４または１５に記載の粒子状吸着剤材料。
  17. 前記少なくとも１つの内壁が、前記粒子状吸着剤材料の前記中心部から少なくとも２方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  18. 前記少なくとも１つの内壁が、前記粒子状吸着剤材料の前記中心部から少なくとも３方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  19. 前記少なくとも１つの内壁が、前記粒子状吸着剤材料の前記中心部から少なくとも４方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項１４～１８のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  20. 前記粒子状吸着剤材料が、１ｍｍ～２０ｍｍの長さを有する、請求項１～１９のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  21. 前記長さが、２ｍｍ～１５ｍｍである、請求項２０に記載の粒子状吸着剤材料。
  22. 前記長さが、３ｍｍ～８ｍｍである、請求項２０または２１に記載の粒子状吸着剤材料。
  23. 前記活性炭が、木材、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、褐炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、果物の種、核果、木の実の殻、木の実の種、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料に由来する、請求項４に記載の粒子状吸着剤材料。
  24. 前記粘土が、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土、レクトライト粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の粒子状吸着剤材料。
  25. １００℃以上の温度に加熱されたときに分解、可溶化、昇華、気化、もしくは溶融する細孔形成材料もしくは加工助剤、
    結合剤、
    フィラー、または
    それらの組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１～２４のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  26. 前記細孔形成材料または加工助剤が、セルロース誘導体である、請求項２５に記載の粒子状吸着剤材料。
  27. 前記細孔形成材料または加工助剤がメチルセルロースである、請求項２５または２６に記載の粒子状吸着剤材料。
  28. 前記細孔形成材料または加工助剤が、１２５℃～６４０℃の範囲の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融する、請求項２５～２７のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  29. 前記結合剤が、粘土またはケイ酸塩材料である、請求項２５～２８のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  30. 前記粘土が、ゼオライト粘土、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、イライト粘土、フレンチグリーン粘土、パスカライト粘土、レドモンド粘土、テラミン粘土、リビング粘土、フラーズアース粘土、オルマライト粘土、ビタライト粘土、レクトライト粘土、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項２９に記載の粒子状吸着剤材料。
  31. 前記粒子状吸着剤材料の充填ベッドが、４６ｃｍ／秒の見掛けの直線空気流速度で４０Ｐａ／ｃｍ未満の圧力降下を有する、請求項１～３０のいずれか一項に記載の粒子状吸着剤材料。
  32. 粒子状吸着剤材料を調製する方法であって、前記方法が、
    １００ｎｍ未満の直径を有する微視的細孔を有する吸着剤と、１００℃以上の温度に加熱されたときに昇華、気化、化学分解、可溶化、もしくは溶融する細孔形成材料または加工助剤と、を混合することによって混合物を形成することと、
    前記混合物を１００℃～１２００℃の範囲の温度に０．２５時間～２４時間加熱することにより、前記混合物が昇華、気化、化学分解、可溶化、または溶融されたときに１００ｎｍ以上の直径を有する巨視的細孔を形成することと、を含み、
    前記粒子状吸着剤材料が、１６０％超である前記巨視的細孔の容積対前記微視的細孔の容積の比｛（前記巨視的細孔の容積）／（前記微視的細孔の容積）｝を有し、
    前記粒子状吸着剤材料が、１．０ｇ／ｄＬ以下の保持力を有する、方法。
  33. 前記混合物を押出成形または圧縮して、成形された構造体にすることをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
  34. 前記吸着剤が、活性炭、モレキュラーシーブ、多孔質アルミナ、粘土、多孔質シリカ、ゼオライト、有機金属構造体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項３２または３３に記載の方法。
  35. 前記混合物が、結合剤をさらに含む、請求項３２～３４のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記結合剤が、粘土、ケイ酸塩、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項３５に記載の方法。
  37. 前記混合物が、フィラーをさらに含む、請求項３２～３６のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記粒子状吸着剤材料が、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲の断面幅を有する、請求項３２～３７のいずれか一項に記載の方法。
  39. 前記粒子状吸着剤材料が、外面を画定する本体および三次元低流動抵抗形状または形態を含む、請求項３２～３８のいずれか一項に記載の方法。
  40. 前記三次元低流動抵抗形状または形態が、円筒形、卵形の柱、球、立方体、楕円柱、直方柱、ローブ形の柱、三次元螺旋もしくは渦巻形状、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項３９に記載の方法。
  41. 前記粒子状吸着剤材料が、前記吸着剤の外面と流体連通している少なくとも１つの空洞またはチャネルを含む、請求項３２～４０のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記粒子状吸着剤材料が、断面において中空形状を有する、請求項３２～４１のいずれか一項に記載の方法。
  43. 前記中空形状の外壁が、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項４２に記載の方法。
  44. 前記中空形状が、前記外壁の間で延在する少なくとも１つの内壁を有する、請求項４３に記載の方法。
  45. 前記少なくとも１つの内壁は、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項４４に記載の方法。
  46. 前記少なくとも１つの内壁、前記外壁、またはそれらの組み合わせが、０．１ｍｍ～０．８ｍｍである、請求項４４または４５に記載の方法。
  47. 前記少なくとも１つの内壁が、中心部から少なくとも２方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項４４～４６のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記少なくとも１つの内壁が、中心部から少なくとも３方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項４４～４７のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記少なくとも１つの内壁が、中心部から少なくとも４方向で前記外壁へと径方向に延在している、請求項４４～４８のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記粒子状吸着剤材料が、１ｍｍ～２０ｍｍの長さを有する、請求項３２～４９のいずれか一項に記載の方法。
  51. 前記粒子状吸着剤材料の長さが、２ｍｍ～８ｍｍの範囲である、請求項５０に記載の方法。
  52. 前記粒子状吸着剤材料の各部分が、０．１ｍｍ～３．０ｍｍの厚さを有する、請求項３２～５１のいずれか一項に記載の方法。
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