JPH0621018B2 - Method for producing fine graphite powder - Google Patents

Method for producing fine graphite powder

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JPH0621018B2
JPH0621018B2 JP61285494A JP28549486A JPH0621018B2 JP H0621018 B2 JPH0621018 B2 JP H0621018B2 JP 61285494 A JP61285494 A JP 61285494A JP 28549486 A JP28549486 A JP 28549486A JP H0621018 B2 JPH0621018 B2 JP H0621018B2
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JP
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acid
treatment
carbonaceous
treated
graphite powder
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泰弘 山田
健 今村
英昌 本田
政喜 藤井
正則 箕畑
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Koa Oil Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は炭素材料に関し、更に詳しくは、微細黒鉛粉の
製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a carbon material, and more particularly to a method for producing fine graphite powder.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

一般に固体材料を微粉末化する方法としては、大別して
(1)機械的に粉砕する、(2)溶媒に溶解させ、この溶液か
ら析出させる、(3)固体原料を溶融しこれを噴霧する、
等の方法がある。
Generally, there are two major methods for pulverizing solid materials.
(1) pulverize mechanically, (2) dissolve in a solvent and precipitate from this solution, (3) melt and spray this solid raw material,
There is a method such as.

ところで、黒鉛粉の場合、従来主として(1)の方法が用
いられている。それは黒鉛が酸化剤以外に対しては化学
的に、また、熱的には安定な物質であり、そのため通常
(2)、(3)の方法を採用することは出来ないからである。
ただ、(2)の方法に属するものとして、溶融した鉄等の
金属中に炭素を溶解させた後、冷却して析出させる黒鉛
(キッシュ黒鉛)製造法がある。一方、(3)の方法で
は、炭素そのものではないが、その原料であるピッチ類
を加熱、溶融させ、これを噴霧させて球状とし、炭素化
した炭素球や炭素バルーンの製造法がある。
By the way, in the case of graphite powder, the method (1) has been mainly used conventionally. It is a substance in which graphite is chemically and thermally stable with the exception of oxidants, and is therefore usually
This is because the methods of (2) and (3) cannot be adopted.
However, as a method belonging to the method (2), there is a method for producing graphite (quiche graphite) in which carbon is dissolved in a metal such as molten iron and then cooled and precipitated. On the other hand, in the method (3), although not carbon itself, there is a method for producing carbonized carbon spheres or carbon balloons by heating and melting pitches which are the raw material thereof, and spraying them to make them spherical.

この他に、ピッチ類の炭素化過程でピッチ中に生成する
炭素質メソフェースが小球体の段階で有機溶剤の不溶成
分として分離して得るメソカーボンマイクロビーズがあ
る。この小球体は約1μmから数10μmの大きさであ
る。また、このようなメソカーボンマイクロビーズをニ
トロ化、スルフォン化した後、400〜600℃で熱処
理することにより、微細細孔を持つ吸着剤を製造する方
法がある(特開昭60−150831号公報)。しか
し、この方法で得られる材料は原形を保持しており、こ
れらの処理過程で小球体の形状が破壊されて微細化され
ることはない。
In addition, there are mesocarbon microbeads obtained by separating carbonaceous mesophases generated in pitch during carbonization of pitches as insoluble components of organic solvent at the stage of small spheres. The small spheres are about 1 μm to several tens of μm in size. Further, there is a method of producing an adsorbent having fine pores by nitrating and sulfonating such mesocarbon microbeads and then heat-treating at 400 to 600 ° C. (JP-A-60-150831). ). However, the material obtained by this method retains its original shape, and the shape of the small spheres is not destroyed and miniaturized during these processing steps.

一般に炭素質や黒鉛質の炭素材料を機械的粉砕法で約1
0μm程度まで粉砕することは比較的容易であるが、そ
れ以下にすることはかなり困難であり、コストがかか
る。特に、黒鉛質の炭素の場合、黒鉛結晶が発達してい
るため、炭素層面間が滑るため粉砕は容易でなく、しか
も、粉砕方法として磨砕を用いた場合は結晶構造を破壊
するという問題がある。また、上記(2)、(3)の方法で得
られるものの粒子は大きいものである(mm単位)。メソ
カーボンマイクロビーズは微細であるが、熱処理したピ
ッチから溶剤分別法によって分離しなければならず、し
かも収率(約10%程度)が低いという難点がある。
Generally, carbonaceous or graphitic carbon materials are mechanically crushed to about 1
It is relatively easy to grind to about 0 μm, but if it is less than that, it is quite difficult and costly. In particular, in the case of graphitic carbon, since graphite crystals have developed, the crushing is not easy due to slippage between the carbon layer surfaces, and furthermore, when grinding is used as the crushing method, there is a problem that the crystal structure is destroyed. is there. The particles obtained by the methods (2) and (3) are large (in mm). Although the mesocarbon microbeads are fine, they have the drawback that they must be separated from the heat-treated pitch by a solvent fractionation method, and that the yield (about 10%) is low.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、比較
的簡易な手段により、効率的な微細黒鉛粉を得るための
方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a method for obtaining an efficient fine graphite powder by a relatively simple means.

このような目的を達成するため、本発明に係る微細黒鉛
粉の製造方法は、炭素質材料を、硝酸もしくは硝酸と硫
酸との混酸で処理した後、水、アルカリまたは有機溶媒
で処理し、次いで2600℃以上の温度で黒鉛化処理す
ることを特徴としている。
In order to achieve such an object, the method for producing fine graphite powder according to the present invention, a carbonaceous material is treated with nitric acid or a mixed acid of nitric acid and sulfuric acid, then treated with water, an alkali or an organic solvent, and then, It is characterized in that it is graphitized at a temperature of 2600 ° C. or higher.

〔発明の具体的説明〕[Specific Description of the Invention]

以下、本発明を実施例も含めて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail including examples.

炭素質材料 本発明に係る黒鉛粉の原料である炭素質材料は、重質歴
青物であるピッチ類の熱処理によって製造される炭素質
メソフェースおよび(または)生コークスが好ましく用
いられ得る。
Carbonaceous Material As the carbonaceous material which is a raw material of the graphite powder according to the present invention, carbonaceous mesophase and / or raw coke produced by heat treatment of pitches which are heavy bituminous substances can be preferably used.

これら炭素質材料の原料として用いられるピッチ類はコ
ールタールピッチ、石炭液化物の石炭系ピッチ、石油の
蒸溜残さ油、ナフサの熱分解時に副生するナフサタール
ピッチ、ナフサ等の流動接触分解法(FCC法)で副生
するFCCデカントオイル等の石油系ピッチ、もしくは
PVC等の合成高分子の熱分解で得られるピッチ等であ
り、炭素化処理によって易黒鉛化性炭素を与えるもので
あれば特に種類は問わない。これらのピッチ類は約35
0〜500℃で熱処理する。この熱処理によって、炭素
質メソフェース(生コークスを含む)を生成させる。炭
素質メソフェースの生成は熱処理物を偏光顕微鏡下で観
察することによって容易に知ることができる。すなわ
ち、炭素質メソフェースは光学的等方性相であるピッチ
中に光学的異方性相として識別される。このとき、炭素
質メソフェースの形態として、熱処理が緩やかな段階、
すなわち炭素化過程の初期段階で生成するメソフェース
小球体の状態ではなく、この大球体が成長し、互いに合
体した、いわゆるバルクメソフェースの段階に達するま
で熱処理する必要がある。
Pitches used as raw materials for these carbonaceous materials are coal tar pitch, coal-based pitch of coal liquefaction, petroleum distillation residue oil, naphtha tar pitch produced as a by-product during thermal decomposition of naphtha, fluid catalytic cracking method of naphtha ( It is a petroleum pitch such as FCC decant oil produced as a by-product in the FCC method) or a pitch obtained by thermal decomposition of a synthetic polymer such as PVC, and if it can give graphitizable carbon by carbonization treatment, The type does not matter. These pitches are about 35
Heat treatment is performed at 0 to 500 ° C. By this heat treatment, carbonaceous mesophase (including raw coke) is generated. The formation of carbonaceous mesophase can be easily known by observing the heat-treated product under a polarization microscope. That is, the carbonaceous mesophase is identified as an optically anisotropic phase in the pitch which is an optically isotropic phase. At this time, as a form of the carbonaceous mesophase, a stage where the heat treatment is gentle,
That is, it is not the state of the mesophase small spheres generated in the initial stage of the carbonization process, but the heat treatment needs to be performed until this large sphere grows and coalesces with each other, that is, a so-called bulk mesophase stage.

炭素質メソフェースを生成させる熱処理条件は、熱処理
したピッチから分離される炭素質メソフェースの元素組
成によって決められる。元素の内、特に水素の含有量が
2重量%以上になるようにすることが好ましい。これ
は、次の工程である硫酸と硝酸との混酸による処理、す
なわち芳香核置換反応であるニトロ基の導入量に関与す
るためである。
The heat treatment conditions for forming the carbonaceous mesophase are determined by the elemental composition of the carbonaceous mesophase separated from the heat-treated pitch. Among the elements, it is preferable that the content of hydrogen be 2% by weight or more. This is because it is involved in the next step, that is, treatment with a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid, that is, the introduction amount of a nitro group that is an aromatic nucleus substitution reaction.

熱処理したピッチから炭素質メソフェースの分離は沈降
法または(および)溶剤分別法で行う。すなわち、熱処
理したピッチを、このピッチが溶融状態において、静置
すると炭素質メソフェースが下方に沈降するので、この
部分のみを採取する。また、溶剤としてキノリン、ピリ
ジン等の有機溶剤、アントラセン油やクレオソート油等
の芳香族化合物を多量に含有する芳香族系油に熱処理し
たピッチを溶解、分散させ、これらの溶剤の不溶性成分
として得ることが出来る。
Separation of the carbonaceous mesophase from the heat-treated pitch is performed by a precipitation method and / or a solvent fractionation method. That is, when the heat-treated pitch is allowed to stand in the molten state of the pitch, the carbonaceous mesophase precipitates downward, so only this portion is sampled. Further, the heat-treated pitch is dissolved and dispersed in an organic solvent such as quinoline or pyridine as a solvent, or an aromatic oil containing a large amount of an aromatic compound such as anthracene oil or creosote oil to obtain an insoluble component of these solvents. You can

酸処理 上記炭素質材料を、硝酸、硫酸、もしくは硫酸と硝酸と
の混酸中で処理する。
Acid Treatment The carbonaceous material is treated in nitric acid, sulfuric acid, or a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid.

硫酸と硝酸はいずれも高濃度のもの、すなわち、硫酸で
は95%以上、硝酸では60%以上の濃度のものが好ま
しく使用される。しかし、発煙硫酸や発煙硝酸である必
要はない。硝酸のみでもよいが、硫酸との混酸がより好
ましい。混酸の場合、硫酸と硝酸の混合割合は容量比で
30:70ないし0:100の範囲が好ましいが、最適
の混合比は30:70ないし70:30である。以下、
硫酸と硝酸との混酸を単に混酸と呼ぶ。
Sulfuric acid and nitric acid are both highly concentrated, that is, sulfuric acid having a concentration of 95% or more and nitric acid having a concentration of 60% or more are preferably used. However, it need not be fuming sulfuric acid or fuming nitric acid. Only nitric acid may be used, but a mixed acid with sulfuric acid is more preferable. In the case of mixed acid, the mixing ratio of sulfuric acid and nitric acid is preferably in the range of 30:70 to 0: 100 by volume ratio, but the optimum mixing ratio is 30:70 to 70:30. Less than,
A mixed acid of sulfuric acid and nitric acid is simply called a mixed acid.

硝酸もしくは混酸中に炭素質材料を加え、0〜150℃
の温度範囲で5分ないし5時間かくはんするか、あるい
は静置して保持する。反応温度と時間の設定は、次のア
ルカリもしくは有機溶媒処理工程における微細化の程度
と黒鉛化処理による黒鉛化性によって決められるが一般
的には温度が低いと長時間であり、高温では短時間でよ
い。
Add carbonaceous material to nitric acid or mixed acid, 0-150 ℃
Stir for 5 minutes to 5 hours in the above temperature range, or hold still. The reaction temperature and time are set according to the degree of miniaturization in the next alkali or organic solvent treatment step and the graphitization property by the graphitization treatment, but generally low temperature is a long time, high temperature is a short time. Good.

水処理 上記酸処理後、酸処理物を水で処理する。この水処理
は、上記酸処理物を水に分散させて、数分ないし数時間
放置することによって行なわれ得る。この水処理によっ
て微細化が促進される。
Water Treatment After the above acid treatment, the acid-treated product is treated with water. This water treatment can be carried out by dispersing the acid-treated product in water and leaving it to stand for several minutes to several hours. This water treatment promotes miniaturization.

アルカリ処理 前記酸処理後、アルカリ処理してpHを4以上に調整す
ることによっても微細化効果を発現させることができ
る。このとき、酸で処理したものにアルカリ水溶液を直
接加えてもよいが、あらかじめろ過し、十分水洗したも
のにアルカリ水溶液を加えてもよい。後者の方法によれ
ば、アルカリ水溶液の使用量が少なくてすむ。pH調整
に用いられるアルカリ水溶液は、アリカリ金属塩、アン
モニア水等であるが、アリカリ金属塩による場合はアル
カリ金属が残存する恐れがあるため十分水洗する必要が
ある。pH調整後、ろ過、遠心分離あるいはそのまま加
熱して水分を除去する。
Alkaline treatment After the above-mentioned acid treatment, alkali treatment may be performed to adjust the pH to 4 or more, whereby the miniaturization effect can be exhibited. At this time, the alkaline aqueous solution may be added directly to the acid-treated product, or the alkaline aqueous solution may be added to the product which has been filtered and washed sufficiently with water. According to the latter method, the amount of the alkaline aqueous solution used can be small. The alkaline aqueous solution used for pH adjustment is alkaline metal salt, ammonia water, etc. However, when alkaline metal salt is used, alkali metal may remain, so it is necessary to wash thoroughly with water. After adjusting the pH, water is removed by filtration, centrifugation or heating as it is.

このアルカリ処理は、上記酸処理と組み合わされること
によって極めて効果的に微粉細化に寄与する。
This alkali treatment, when combined with the above-mentioned acid treatment, extremely effectively contributes to pulverization.

有機溶媒処理 上記水またはアルカリ処理のかわりに、上記酸処理物を
特定の有機溶媒(有機化合物媒体)で処理することによ
っても同様の効果を発現させることができる。
Organic solvent treatment The same effect can be exhibited by treating the acid-treated product with a specific organic solvent (organic compound medium) instead of the water or alkali treatment.

このような目的で用いる有機溶媒としては、アルコール
類、ケトン類、アミン類、芳香族炭化水素もしくはこれ
らの混合物が挙げられる。具体的には、n−ブタノー
ル、イソプロパノール、エタノール等のアルコール、ア
セトン等のケトン類、ジメチルスルホキサイド、N,
N′−ジメチルホルムアミド等のアミン類、ベンゼン等
の芳香族炭化水素などが好ましく用いられる。
Examples of the organic solvent used for such a purpose include alcohols, ketones, amines, aromatic hydrocarbons and mixtures thereof. Specifically, n-butanol, isopropanol, alcohols such as ethanol, ketones such as acetone, dimethyl sulfoxide, N,
Amine such as N'-dimethylformamide and aromatic hydrocarbon such as benzene are preferably used.

黒鉛化 上記水またはアルカリ処理もしくは有機溶媒処理を行な
った炭素質材料を2600℃以上で黒鉛化処理する。黒
鉛化温度が2600℃より低温であると、黒鉛化性の低
いものしか得られない。一方、経済性を考慮すると黒鉛
化温度は3000℃以下が好ましい。
Graphitization The carbonaceous material treated with water or alkali or organic solvent is graphitized at 2600 ° C or higher. If the graphitization temperature is lower than 2600 ° C., only those having a low graphitization property can be obtained. On the other hand, in consideration of economy, the graphitization temperature is preferably 3000 ° C or lower.

上記の各処理によって、炭素質材料は微細化される。そ
の程度は原料の粒度の約10分の1以下である。したが
って、得られるものの粒度は原料のそれに左右される
が、炭素質メソフェースは柔らかいので、数10μm程
度の大きさにまで粉砕することは容易である。微細化さ
れた粒子は角状である。また、微細化は主として酸処理
(ニトロ化、スルホン化処理)の段階で生じ、水、アル
カリもしくは有機溶媒処理によって促進される。導入さ
れたニトロ基、スルホン基は約250〜350℃で分解
され、脱離する。黒鉛化処理によって得られる黒鉛粉の
黒鉛化性はニトロ化、スルホン化処理の程度に依存す
る。これらの反応条件が厳しくなると黒鉛化性は低下
し、場合によっては全く無定形炭素と同様のものにな
る。したがって、黒鉛化性の優れたものを得るためには
反応条件の選択も重要である。
By each of the above treatments, the carbonaceous material is miniaturized. The degree is about 1/10 or less of the particle size of the raw material. Therefore, the particle size of the obtained product depends on that of the raw material, but since the carbonaceous mesophase is soft, it is easy to grind it to a size of about several tens of μm. The micronized particles are horny. Further, the miniaturization mainly occurs at the stage of acid treatment (nitration, sulfonation treatment) and is promoted by treatment with water, alkali or an organic solvent. The introduced nitro group and sulfone group are decomposed and eliminated at about 250 to 350 ° C. The graphitization property of the graphite powder obtained by the graphitization treatment depends on the degree of nitration and sulfonation treatment. If these reaction conditions become strict, the graphitization property will deteriorate, and in some cases, it will be completely similar to amorphous carbon. Therefore, the selection of reaction conditions is also important in order to obtain an excellent graphitizing property.

本発明の方法によれば、微細化された良質の黒鉛粉を、
比較的容易な方法によって得ることができるので、工業
上すこぶる有用である。本発明の方法によって得られる
黒鉛粉は、触媒、吸着剤等の微細化炭素材料として広く
適用され得る。
According to the method of the present invention, fine graphite powder of high quality,
Since it can be obtained by a relatively easy method, it is industrially very useful. The graphite powder obtained by the method of the present invention can be widely applied as a finely divided carbon material such as a catalyst and an adsorbent.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実
施例の記載に制限されるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the description of these examples.

実施例 1 (炭素質メソフェースの調整) コールタールピッチを原料とした炭素質メソフェースは
次のようにして調整した。コールタールピッチに対して
約2倍量のキノリンを加え、約90℃に加熱して溶解、
分散させた。これを、遠心沈殿器により不溶成分を沈降
させ、上澄みをガラスフィルター(No.,4)で減圧ろ
過した。沈殿物には新たなキノリンを加え、同様の操作
を行った。ろ過した上澄み液を減圧蒸溜によりキノリン
を除き、蒸溜残さ物としてフリーカーボンを含まないコ
ールタールピッチを得た。このコールタールピッチ約2
kgを3Lの容器に入れ、かくはんしながら、3℃/mi
nの昇温速度で450℃まで加熱し、2時間保持した。
室温まで冷却後、シノリンを約3倍量加え、約90℃に
加熱して、溶解、分散させた。ついで、遠心沈殿器によ
り不溶成分を沈降させた後、上澄みを除き、沈降物に新
たなキノリンを加えて、上記と同様の操作をキノリンが
僅かに着色する程度まで行った。この沈殿物にベンゼ
ン、ついでアセトンにより十分洗浄してキノリンを除い
た後、乾燥して炭素質メソフェースを得た。このように
して調整した炭素質メソフェースの元素組成は炭素9
2.9%、水素4.1%、窒素0.5%であった。これ
を炭素質メソフェースAとした。
Example 1 (Preparation of carbonaceous mesophase) A carbonaceous mesophase prepared from coal tar pitch as a raw material was prepared as follows. Add about twice the amount of quinoline to coal tar pitch and heat to about 90 ° C to dissolve,
Dispersed. An insoluble component was settled by a centrifugal settler, and the supernatant was filtered under reduced pressure with a glass filter (No., 4). New quinoline was added to the precipitate and the same operation was performed. Quinoline was removed from the filtered supernatant by distillation under reduced pressure to obtain coal tar pitch containing no free carbon as a distillation residue. This coal tar pitch about 2
Put kg into a 3L container and stir at 3 ° C / mi
The temperature was raised to 450 ° C. at a heating rate of n and held for 2 hours.
After cooling to room temperature, cinolin was added in an amount of about 3 times and heated to about 90 ° C. to dissolve and disperse. Then, after insoluble components were settled by a centrifugal settler, the supernatant was removed, new quinoline was added to the sediment, and the same operation as above was performed until the quinoline was slightly colored. The precipitate was thoroughly washed with benzene and then with acetone to remove quinoline, and then dried to obtain a carbonaceous mesophase. The carbonaceous mesophase thus prepared has an elemental composition of carbon 9
It was 2.9%, hydrogen 4.1%, and nitrogen 0.5%. This was designated as carbonaceous mesophase A.

また、あらかじめ減圧蒸溜により、沸点約500℃の低
融点成分を除去したFCCデカントオイル2kgを5Lの
容器に入れ、窒素ガス気流中、かくはんしながら500
℃まで加熱し、2時間保持した後、加熱とかくはんを停
止し、放冷した。内部の温度が400℃に達した時、加
熱によってこの温度に保持しながら、放冷を開始して合
計3時間経過後、容器下部に設けた抜き出し孔より、約
1.6kgのピッチ状物を取り出した。このピッチ状物に
キノリンを約2倍量加え、90℃に加熱して溶解、分散
させた。次いで、遠心分離器で不溶成分を分離し、この
不溶成分に新たなキノリンを加えて加熱した後、遠心分
離した。この操作を5回繰り返した後、不溶成分はベン
ゼン、アセトンで十分洗浄し、乾燥した。得られた不溶
成分の量は1.2kgであり、偏光顕微鏡によって組織を
観察した所、全面、流れ構造の異方性相であって。そこ
で、この不溶成分を炭素質メソェースとして用いた。こ
のようにして調整した炭素質メソフェースの元素組成は
炭素93.2%、水素3.8%、窒素0.7%であっ
た。そして、これを炭素質メソフェースBとした。
In addition, 2 kg of FCC decant oil from which low-melting point components having a boiling point of about 500 ° C were removed by vacuum distillation in advance was placed in a 5 L container and stirred in a nitrogen gas stream while stirring at 500
After heating to 0 ° C and holding for 2 hours, heating and stirring were stopped and the mixture was allowed to cool. When the internal temperature reached 400 ° C, while maintaining this temperature by heating, after allowing a total of 3 hours to start cooling, about 1.6 kg of pitch-like material was extracted from the extraction hole provided at the bottom of the container. I took it out. About twice the amount of quinoline was added to this pitch-like substance, and the mixture was heated to 90 ° C. to dissolve and disperse. Next, the insoluble component was separated with a centrifuge, new quinoline was added to this insoluble component, and the mixture was heated and then centrifuged. After repeating this operation 5 times, the insoluble component was thoroughly washed with benzene and acetone and dried. The amount of the insoluble component obtained was 1.2 kg, and when the structure was observed with a polarization microscope, it was an anisotropic phase having a flow structure on the entire surface. Therefore, this insoluble component was used as a carbonaceous method. The elemental composition of the carbonaceous mesophase thus prepared was as follows: carbon 93.2%, hydrogen 3.8%, and nitrogen 0.7%. This was designated as carbonaceous mesophase B.

(ニトロ化、スルホン化処理) 97%濃硫酸と67%濃硝酸の50:50容量比の混酸
100mlを中に300ml容量の3角フラスコに入れ、こ
れを氷水で冷却した。この中に0.70〜0.35mmの
粒度の炭素質メソフェース5gを少量ずつ加えた。全量
加えた後、20または100℃で1時間放置した。この
ようにしてニトロ化処理した。一方、スルホン化処理は
次のようにして行った。300ml容量の3角フラスコに
97%濃硫酸100mlを入れ、これに炭素質メソフェー
ス5gを加えた後、100または150℃に加熱し、1
時間放置した。
(Nitration and sulfonation treatment) 100 ml of a mixed acid of 97% concentrated sulfuric acid and 67% concentrated nitric acid in a volume ratio of 50:50 was placed in a 300 ml triangular flask and cooled with ice water. To this, 5 g of carbonaceous mesophase having a particle size of 0.70 to 0.35 mm was added little by little. After adding the whole amount, the mixture was left at 20 or 100 ° C. for 1 hour. In this way, nitration treatment was performed. On the other hand, the sulfonation treatment was performed as follows. Add 100 ml of 97% concentrated sulfuric acid to a 300 ml triangular flask, add 5 g of carbonaceous mesophase to it, and heat to 100 or 150 ° C.
Left for hours.

このようにして得たニトロ化、スルホン化処理物の粒度
分布を英国マルバーン社製のレーザー回析法による粒度
分布測定装置により188−1.9μmの範囲で測定し
た。測定方法はセルに水を入れ、静かにかくはんし、こ
れにピペットで採取した試料を2−3滴加えた。加えた
後、直ちに粒度分布を測定した。これを測定時間0分と
し、時間経過後の粒度分布を順次測定し、経過時間によ
る粒度分布の変化を調べた。なおこのときのpHは1以
下であった。
The particle size distribution of the nitrated and sulfonated product thus obtained was measured in the range of 188 to 1.9 μm by a particle size distribution measuring device by a laser diffraction method manufactured by Malvern UK. As the measuring method, water was put in the cell and gently stirred, and 2-3 drops of a sample taken with a pipette was added thereto. Immediately after the addition, the particle size distribution was measured. With this as the measurement time of 0 minutes, the particle size distribution after the elapse of time was sequentially measured, and the change in the particle size distribution due to the elapsed time was examined. The pH at this time was 1 or less.

(黒鉛化処理) 一方、ニトロ化、スルホン化処理物を約500mlの水に
加えた後、メンブランフィルター(目開き0.1μm)
で減圧ろ過し、水で洗浄した後、乾燥した。次いで管状
炉により窒素ガス中、800℃まで加熱し、更に、タン
マン炉によりアルゴン気流中、400℃/分の昇温速度
で2800℃まで加熱し、30分間保持して黒鉛化処理
した。そして、X線回析法により黒鉛化性を調べた。
(Graphitization) On the other hand, after adding the nitration and sulfonation products to about 500 ml of water, a membrane filter (opening 0.1 μm)
After filtration under reduced pressure with, washed with water, and dried. Then, it was heated to 800 ° C. in a nitrogen gas in a tubular furnace, further heated to 2800 ° C. in a stream of argon at a temperature rising rate of 400 ° C./min in a Tammann furnace, and held for 30 minutes for graphitization. Then, the graphitization property was examined by the X-ray diffraction method.

得られた結果をまとめて第1、2表にまとめて示した。The obtained results are summarized in Tables 1 and 2.

実施例 2 実施例1に記載したと同様にしてニトロ化を調整した。
この1部分を水50mlを入れたビーカーに採取し、1N
−NaOH溶液でpHが4.6になるように調整した。
次いで、同一のpHの水溶液を媒体として粒度分布を測
定した。その結果を第3表に示した。
Example 2 Nitration was adjusted as described in Example 1.
Collect 1 part of this in a beaker containing 50 ml of water and
-Adjusted to pH 4.6 with NaOH solution.
Then, the particle size distribution was measured using an aqueous solution of the same pH as a medium. The results are shown in Table 3.

この表の結果と第1表の結果を比較した場合、pHを4
以上に調整することにより、粒子全体が微細化している
ことが分る。それと共に第1表の場合は水媒体中で時間
の経過するにしたがって、主として10μm以下の粒子
が凝集して見掛け上、大きな粒子となるが、pHを調整
する時に水溶液中にかなりの時間(数時間)経過してい
るにもかかわらず、粒子の凝集は生じることなく、微細
化が起こることが分る。
When comparing the results in this table with those in Table 1, the pH was 4
By adjusting as described above, it can be seen that the entire particle is miniaturized. At the same time, in the case of Table 1, particles with a size of 10 μm or less are aggregated and become apparently large particles with the passage of time in an aqueous medium. It can be seen that, despite the passage of time, the particles become finer without aggregation of particles.

実施例 3 実施例1と同様の炭素質メソフェースを用いた。この2
gを97%濃硫酸と67%濃硝酸の50:50容量比の
混酸50ml中に加え、20および100℃で1時間放置
した。また、同様の炭素質メソフェース2gを97%濃
硫酸50ml中に加え、100℃で1時間放置した後、室
温まで放冷した。このようにして処理したものを直接次
のようにして粒度分布を測定した。
Example 3 A carbonaceous mesophase similar to that in Example 1 was used. This 2
g was added to 50 ml of a mixed acid of 97% concentrated sulfuric acid and 67% concentrated nitric acid in a volume ratio of 50:50, and the mixture was left at 20 and 100 ° C. for 1 hour. Further, 2 g of the same carbonaceous mesophase was added to 50 ml of 97% concentrated sulfuric acid, left at 100 ° C. for 1 hour, and then allowed to cool to room temperature. The particles thus treated were directly measured for particle size distribution as follows.

粒度分布測定用セルに媒体約20mlを入れ、かくはんし
ながら、これに内径1mmのガラス管に採取した処理物
(炭素質メソフェースと酸の混合物)を1〜2滴加え
た。加えた後直ちに粒度分布を測定した。そしてそのま
まの状態で時間経過毎に測定を繰り返し、経過時間によ
り粒度分布の変化を調べた。なお、媒体としては、アル
コール類としてエタノール、n−ブタノール、イソプロ
パノール、ケトン類としてアセトン、アミンとしてジメ
チルスルホキサイド、N,N′−ジメチルホルムアミ
ド、芳香族炭化水素として少量のエタノールを含むベン
ゼン(エタノールは分散媒)を用いた。得られた結果を
第4表に示す。
About 20 ml of the medium was placed in the cell for measuring the particle size distribution, and 1 to 2 drops of the treated material (mixture of carbonaceous mesophase and acid) collected in a glass tube having an inner diameter of 1 mm was added thereto while stirring. Immediately after the addition, the particle size distribution was measured. Then, the measurement was repeated with the lapse of time as it was, and the change of the particle size distribution was examined according to the elapsed time. In addition, as a medium, ethanol, n-butanol, isopropanol as an alcohol, acetone as a ketone, dimethyl sulfoxide as an amine, N, N'-dimethylformamide, benzene containing a small amount of ethanol as an aromatic hydrocarbon (ethanol Is a dispersion medium). The results obtained are shown in Table 4.

この結果から、n−ブタノールやイソプロバノールの場
合には粒子の経時変化は殆ど認められないが、エタノー
ル、ベンゼン、ケトン類であるアセトンやアミン類のジ
メチルスルホキサイドでは時間の経過と共に粒子の微細
化が顕著に起こり、約30分で平衡に達する。このこと
は酸による処理で微細化が生じるが、エタノール、芳香
族炭化水素、ケトン類やアミン類中でこの微細化が促進
されることを意味する。
From these results, in the case of n-butanol or isopropanol, almost no change with time of the particles was observed, but with ethanol, benzene, acetone, which is a ketone, or dimethyl sulfoxide, which is an amine, the particles became finer over time. Oxidation occurs remarkably and equilibrium is reached in about 30 minutes. This means that treatment with an acid causes miniaturization, but this miniaturization is promoted in ethanol, aromatic hydrocarbons, ketones and amines.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 英昌 東京都杉並区和田3−29−23 (72)発明者 藤井 政喜 福岡県筑紫野市大字上古賀290−13 (72)発明者 箕畑 正則 大阪府堺市大仙中町4−21 審査官 穀山 紀子 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hidemasa Honda 3-29-23 Wada, Suginami-ku, Tokyo (72) Inventor Masayoshi Fujii 290-13 Kamikoga, Chikushino-shi, Fukuoka (72) Inventor Masanori Minohata Noriko Kuriyama, Examiner, 4-21 Daisen Nakamachi, Sakai City, Osaka Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水素を2重量%以上含有する炭素質メソフ
ェースおよび(または)生コークスからなる炭素質材料
を、硝酸、硫酸、もしくは硝酸と硫酸との混酸で処理し
た後、水、アルカリまたは有機溶媒で処理し、次いで2
600℃以上の温度で黒鉛化処理することを特徴とす
る、微細黒鉛粉の製造方法。
1. A carbonaceous mesophase containing 2% by weight or more of hydrogen and / or a carbonaceous material consisting of raw coke is treated with nitric acid, sulfuric acid or a mixed acid of nitric acid and sulfuric acid, and then water, alkali or organic. Treated with solvent, then 2
A method for producing fine graphite powder, which comprises performing graphitization at a temperature of 600 ° C. or higher.
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