JPH04150940A

JPH04150940A - 吸着剤及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04150940A
Application number: JP2271882A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kaneko; 克美金子; Yoshinobu Otake; 大竹　芳信; Takeshi Maeda; 武士前田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-05-25
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JP3198107B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、大気中などに存在する一酸化窒素に対して優
れた吸着能を有する吸着剤及びその製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］工場や自
動車の排気ガスには、人体に有害であり、かつ光化学ス
モッグ等の環境汚染の原因ともなる窒素酸化物が多量に
含まれている。現在、工場や自動車などの発生源からの
窒素酸化物の排出を抑制するため、脱硝装置の改良と共
に、排出された窒素酸化物を吸着除去する試みがなされ
ている。また、窒素酸化物を吸着除去するために、活性
炭素繊維などの吸着剤が使用されている。しかしながら
、活性炭素繊維は、窒素酸化物のうち、二酸化窒素に対
しては優れた吸着性を示すものの、−酸化窒素は殆ど吸
着しない。従って、諸装置を吸着剤で覆って保護しても
、−酸化窒素が除去されずに吸着剤を通過して、装置を
腐蝕し、早期に損傷させる。また、低濃度の一酸化窒素
雰囲気中に設置したガスセンサなどのフィルタとして、
活性炭素繊維を使用した場合、−酸化窒素はフィルタに
吸着されることなく、通過してセンサに到達する。この
ため、−酸化窒素の濃度変化がセンサに悪影響を及し、
センサの誤動作の原因となる。

一方、特開昭６４−８５１３７号公報には、活性炭素繊
維の表面に種々の金属酸化物又は水酸化物を担持させる
ことにより、吸着剤の一酸化窒素に対する吸着能を高め
る方法が提案されている。しかし、この吸着剤は、−酸
化窒素に対する吸着能が未だ十分でなく、より高い一酸
化窒素吸着能を有する吸着剤が求められている。

本発明の目的は、−酸化窒素に対して高い吸着能を有す
る吸着剤及びその製造方法を提供することにある。

［発明の構成］前記目的を達成するため、本発明の吸着剤は、吸着能を
有する炭素材の表面に、水酸化鉄と、水酸化銅又は酸化
銅とか担持されている。

また、本発明の製造方法では、吸着能を有する炭素材を
、鉄イオン及び銅イオンを含む処理液で処理した後、ア
ルカリで処理する。

担体としての炭素材は、吸着能を有する限り、その形態
は、粉状、粒状、繊維状などのいずれてあってもよい。

また、前記炭素材の比表面積及び細孔容積は吸着能を損
わない範囲で選択できるが、通常、−酸化窒素に対する
吸着能を高めるため、比表面積５００〜４６００　ｍ’
　／　ｇ−好ましくは１０００〜３５００　ｍ’　／　
ｇ程度、細孔容積０．５−３、Ｏｍｌ／ｇ、好ましくは
０．７５〜２．５ｒｎｌ／ｇ程度である。粉粒状活性炭
としては、例えば、比表面積５００〜１５００ｎｆ／ｇ
程度のものが使用できる。前記粉粒状活性炭には、賦活
処理した光学的異方性のメソカーボンマイクロビーズも
含まれる。この賦活処理されたメソカーボンマイクロビ
ーズは、例えば、粒径２〜８０μｍ程度であり、比表面
積５００〜４６００ｒｆ／ｇである。前記活性炭素繊維
は、ポリアクリルニトリル系、フェノール樹脂系やセル
ロース系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、ピッチ系炭素
繊維などの炭素繊維を賦活したものである。活性炭素繊
維の繊維径は、通常、４０μｍ以下であり、その比表面
積は５００〜２５０ＣＪｒｄ／ｇ程度である。これらの
炭素材のうち、活性炭素繊維は、その特異なミクロポア
構造に起因して、吸着速度及び吸着能か大きいという特
徴を有するので、好ましい。

前記炭素材に担持された水酸化鉄、水酸化銅及び酸化銅
の原子価は、前記炭素材に、−酸化窒素に対する高い吸
着能を付与する限り、特に限定されないが、水酸化鉄に
含まれる鉄の原子価は三価、すなわち水酸化第二鉄であ
るのが好ましい。前記水酸化銅及び酸化銅に含まれる銅
の原子価は二価、すなわち水酸化第二銅及び酸化第二銅
であるのが好ましい。なお、水酸化銅及び酸化銅のうち
少なくともいずれか一方が炭素材に担持されていればよ
い。

水酸化鉄に含まれる鉄と、水酸化銅及び／又は酸化鋼に
含まれる銅との割合は、例えば、鉄：銅−１：０．１〜
５．０、好ましくは１：０．１〜３．０（モル比）程度
である。また、水酸化鉄、水酸化銅及び／又は酸化銅の
総担持量は、鉄及び銅として、通常、０．０１〜１０重
量％、好ましくは０．０５〜５重量％程度である。

水酸化鉄と、水酸化銅及び／又は酸化銅との双方を炭素
材に担持させることにより、炭素材表面の活性、ひいて
は−酸化窒素に対する吸着能を著しく高めることかでき
る。なお、前記水酸化鉄、水酸化銅及び／又は酸化銅は
、通常、分散状態で炭素材に担持されている。

以下に、本発明の吸着剤の製造方法について説明する。

本発明の吸着剤は、前記炭素材を、鉄イオン、好ましく
は３価の鉄イオンと、銅イオン、好ましくは２価の銅イ
オンを含む処理液で処理した後、アルカリで処理するこ
とにより得ることがてきる。

なお、前記処理液による処理に先だって、脱気処理など
により、予め、炭素材の表面に吸着している空気、異物
等を除去するのが好ましい。

前記処理液は、水溶性の鉄塩と、水溶性の銅塩とを用い
て調製できる。水溶性の鉄塩及び銅塩としては、例えば
、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、リン酸塩、酢酸塩、塩素酸
塩、ンユウ酸塩などのいずれてあってもよい。これらの
水溶性鉄塩及び銅塩は、それぞれ、一種又は二種以上混
合して使用できる。好ましい水溶性の鉄塩は、硫酸第二
鉄、塩化第二鉄などであり、好ましい水溶性の銅塩は、
硫酸銅、塩化第二銅などである。

また、処理液中の鉄イオンと銅イオンとの割合は、鉄イ
オン１モルに対して銅イオン０．１〜５゜０モル、好ま
しくは０．１〜３．０モル程度である。なお、処理液に
おける水溶性鉄塩及び水溶性銅塩の含有量は、炭素材の
処理を損わない範囲で適宜選択できる。

処理液による炭素材の処理は、処理液への炭素材の浸漬
、処理液の噴霧などの種々の態様で行なうことができる
。好ましい方法は、炭素材を処理液に浸漬する方法であ
る。

処理液で処理された炭素材は、アルカリによる処理工程
に供される。アルカリ処理により、前記水溶性鉄塩及び
水溶性銅塩は加水分解される。

アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物
；炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の
炭酸塩；炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの
アルカリ金属の炭酸水素塩、酢酸ナトリウムなどのアル
カリ金属と有機酸との塩；及びアンモニアなどの有機塩
基などか挙げられる。これらのアルカリは、一種又は二
種以上混合して使用できる。これらのアルカリのうち、
アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アル
カリ金属の炭酸水素塩、特にアルカリ金属の水酸化物が
好ましい。前記アルカリは、通常、水溶液として使用さ
れる。

アルカリによる処理は、前記処理液に浸漬して取出した
炭素材をアルカリ水溶液に浸漬する方法、処理液から取
出した炭素材にアルカリ水溶液を噴霧する方法など、種
々の態様で行なうことができるが、炭素材を前記処理液
に浸漬した状態でアルカリを添加する方法が好ましい。

なお、アルカリの添加量は、前記水溶性鉄塩及び銅塩を
加水分解できる範囲で選択でき、通常、混合液のｐＨか
８以上、好ましくは１０以上となる量である。

アルカリを添加した後、熟成するのか好ましい。

熟成は、例えば、約１時間〜１２時間程度放置すること
により行なうことができる。

アルカリ処理により前記水溶性鉄塩及び銅塩を加水分解
した後、炭素材を、洗浄工程、乾燥工程に供することに
より、本発明の吸着剤が得られる。

なお、乾燥工程において、加水分解により生成した水酸
化銅は、乾燥条件により酸化銅となる場合がある。

［発明の効果］本発明の吸着剤は、−酸化窒素に対して優れた吸着能を
有している。

また、本発明の製造方法によれば、−酸化窒素に対して
優れた吸着能を有する吸着剤を得ることができる。

［実施例］以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

実施例１公称比表面積１５００ｒｒｒ／ｇのセルロース系活性炭
素繊維（東洋紡績■製、商品名ＫＦ１５００）２．５ｇ
を、温度１１０”Ｃ１圧力１０ｍＰａて２時間脱気処理
して、ミクロボアなどの繊維表面に存在している気体及
び表面に付着している異物を除去した。脱気処理した活
性炭素繊維を、０．　６モル／ｊの硫酸銅と０．６モル
／Ｊの硫酸第二鉄との混合比を調整することにより、鉄
イオンと銅イオンとの割合が、Ｆ　ｅ”　：　Ｃｕ”＝
１　：　０．３である処理液を調製した。

次いで、炭素材が浸漬した状態で、前記処理液に、ＩＮ
の水酸化ナトリウム水溶液を添加して、ｐＨを１３とし
、混合液を、３０℃で６時間放置して加水分解処理と熟
成を行なった。

加水分解後、炭素材を取出し、水洗した後、室温下、１
００ｍＰａの条件で３時間真空乾燥を行なうことにより
吸着剤を得た。

実施例２処理液中のＦｅ”　：　Ｃｕ”−１：　１とする以外、
実施例１と同様にして、吸着剤を得た。

実施例３処理液中のＦｅ”　：　Ｃｕ’−１：　３とする以外、
実施例１と同様にして、吸着剤を得た。

比較例処理液として、０．６モル／Ｊの硫酸第二鉄の水溶液を
用いる以外、実施例１と同様にして、吸着剤を得た。

試験例１実施例１〜３及び比較例で得た吸着剤の吸着性能を、吸
着等混線を求めることにより評価した。

すなわち、実施例１〜３及び比較例で得た約１００ｍｇ
の吸着剤を、温度１１０℃、圧力１０−’Ｔ。

「ｒの条件で、２時間前処理した後、温度３０℃で、−
酸化窒素を、圧力が６００　Ｔｏｒｒになるまで段階的
に導入した。−酸化窒素を導入する各段階で、吸着に伴
う重量変化が安定したときの吸着量を、石英スプリング
を用いた重量法により測定した。

なお、各段階で重量が安定するのは、通常、−酸化窒素
を導入した後、約２時間であった。

結果を第１図に示す。

第１図より、実施例１〜３で得られた吸着剤は、酸化鉄
のみが担持された比較例の吸着剤よりも、吸着能が大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３及び比較例で得られた吸着剤の試
験結果を示す吸着等温線である。第図一酸化窒素の圧力（ｋ　ｐ　ａ）

Claims

【特許請求の範囲】１、吸着能を有する炭素材に、水酸化鉄と、水酸化銅又
は酸化銅とが担持されている吸着剤。２、水酸化鉄に含まれる鉄と、水酸化銅又は酸化銅に含
まれる銅との割合が、鉄：銅＝１：０．１〜５．０（モ
ル比）である請求項１記載の吸着剤。３、吸着能を有する炭素材を、鉄イオン及び銅イオンを
含む処理液で処理した後、アルカリで処理する吸着剤の
製造方法。