JPH0656416A - 活性炭の製造方法 - Google Patents

活性炭の製造方法

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JPH0656416A
JPH0656416A JP5078121A JP7812193A JPH0656416A JP H0656416 A JPH0656416 A JP H0656416A JP 5078121 A JP5078121 A JP 5078121A JP 7812193 A JP7812193 A JP 7812193A JP H0656416 A JPH0656416 A JP H0656416A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性炭の活性向上及び密度増大を図る。 【構成】 リグノセルロースの炭素質材料を集塊化法を
用いて活性化することによって高活性かつ高密度の気相
活性炭が生成される。この方法によれば、炭素のメソポ
ア有孔率を最適化するように粒子のポア寸法の分布が効
果的に変えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は活性炭の製造方法に関
する。さらに詳しくは、この発明は蒸気吸着に有用な新
しい炭素の製造方法に関する。さらに詳しくはこの発明
は、化学的活性化と集塊化によって、リグノセルロース
材料から誘導される高密度かつ高活性の活性炭を製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性炭は、内部の有孔率(porosity)を増
加させるように処理された微結晶の非グラファイト構造
の炭素である。活性炭は一般に５００〜２，５００ｍ2
／ｇの範囲の大きな比表面積を有する。そのため、気体
からガスや蒸気を吸着したり、液体から溶解した物質や
分散した物質を吸着することによって液体や気体を純化
するときに活性炭は工業的に利用されている。市販の活
性炭は気相吸着剤か液相吸着剤となっている。液相炭素
は一般に粉体か、粒状体か、あるいは成形体のいずれか
である。気相の蒸気吸着炭素は硬い粒体か、硬くて比較
的ダストの少ない成形ペレットである。
【０００３】一般に、活性炭の表面積が大きいほど、そ
の吸着能力は高い。活性炭の利用可能な表面積はその孔
容積に依存する。単位体積当りの表面積は各孔のサイズ
が増大するにつれて減少するため、非常に小さな寸法を
有する孔の数をできる限り大きくしたり非常に大きな寸
法を有する孔の数をできる限り抑えたりすることによっ
て、表面積は最も大きくなる。ここでは、孔のサイズを
マイクロポア（穴の幅＜１．８ｎｍ）、メソポア（穴の
幅＝１．８〜５０ｎｍ）及びマクロポア（穴の幅＞５０
ｎｍ）に分類する。マイクロポアとメソポアは活性炭の
蒸気吸着能力に寄与する。一方、マクロポアは密度を下
げ、炭素体積に基づいた活性炭の蒸気吸着効率を悪くす
る。吸着能力と吸着率は、内部表面積と孔のサイズの分
布に大きく依存する。従来の化学的に活性なリグノセル
ロースをベースとした炭素は、一般に炭素粒子の全体積
の２０％以上のマクロポア有孔率（マクロポア容積）を
有する。気相の活性炭のマクロポア有孔率は、炭素粒子
体積の２０％以下であることが好ましいであろう。同様
に、高いメソポア有孔率（すなわち、全粒子体積の５０
％以上）が望ましい。
【０００４】市販の活性炭は、堅木や軟木、とうもろこ
しの穂軸、ケルプ、コーヒ豆、米のもみ、果物の種、堅
果の殻などの植物をもとにした材料や、バガスやリグニ
ンなどの残滓から作られてきた。また、活性炭は泥炭、
亜炭、軟炭、無煙炭、タール、ピッチ、アスファルト、
石油残留物、そしてカーボンブラックからも製造されて
きた。原材料の活性化は二つの異なる処理、すなわち
(1) 化学的活性化と、(2) 熱的活性化のどちらかによっ
て行われる。熱的活性化によって製造される活性炭の実
効有孔率は、（原材料の初期炭素化のあとでの）比較的
高い温度における炭素のガス化(gasification)の結果で
あるが、化学的活性化で製造された物質の有孔率はずっ
と低い温度において生じる化学的な脱水／濃縮によって
生じる。商業的には、化学的活性化は一般に単一のかま
(kiln)の中で行われる。炭素系材料の前駆物質に化学的
活性剤を混ぜ、混合物を４５０〜７００℃の温度まで加
熱する。化学的活性剤はタールなどの副産物の生成を減
らし、その結果として、生産性が増大する。
【０００５】米国特許第 2,083,303号には「成形された
高吸着性の堅い活性炭」が開示されている。この活性炭
は、「おがくず、泥炭、亜炭など」の微粉体有機材料
に、「塩化亜鉛やリン酸などの周知の活性剤」を混ぜ、
１時間から１時間半のあいだ１００〜２００℃まで加熱
して、材料がある程度可塑性を有するような部分的に炭
素化された状態を作ることによって製造される。温度を
下げずに材料を所望の形に加圧成形する。次に成形され
た材料を回転式の活性化レトルトの中で活性化し、約４
時間のあいだ４５０〜６００℃の温度にする。同じよう
に、米国特許第 2,508,474号にはガスマスクの活性炭が
開示されている。この活性炭は、木の切り屑やおがくず
などの形の細かく刻まれた低密度セルロース材料に、濃
縮された塩化亜鉛を混ぜ、撹拌しながら５０分以上１２
０〜１４５℃まで加熱することによって製造される。次
に、反応した物質を「かなりの大きさの形状」にコンパ
クト化し、これを１６０〜３００℃で乾燥し、乾燥した
材料を粒状に砕き、粒子を６７５〜７２５℃でか焼し、
残留した塩化亜鉛の大部分を粒子から濾過したあと、活
性化された炭素材料を少なくとも３０分のあいだ１００
０〜１１００℃で再びか焼する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これら代表的な方法で
は、多くの気相応用、特に工業的なガス流や、エアーコ
ンディショニングシステムにおける臭い除去、ガスマス
クにおけるガスの純化や分離に対して適切な活性度及び
密度を有する活性炭が製造される。しかし、従来の技術
による気相活性炭は有機蒸気の回収（除去だけではな
く）に対する幾つかの応用には十分であることが確認さ
れていない。有機蒸気の回収では、炭素表面上への吸着
のあとに、回収のために炭素からの脱着が行われる。実
際、環境的な配慮や規制のために、気相炭素に対する最
も大きな応用の一つは、自動車におけるガソリン蒸気放
出制御キャニスタにおけるものである。燃料タンクとキ
ャブレタの両方から生じる蒸気放出は活性炭によって吸
着される。燃料タンクやキャブレタが加熱されると発生
する燃料蒸気は、一般に０．５〜２リットルの活性炭を
含むキャニスタで吸着される。炭素の再生は、インテー
クマニホールドの真空を利用してキャニスタ中を空気を
引くことによって行われる。空気は放出された蒸気をエ
ンジンの中に運び、蒸気はエンジン内において通常の動
作中に燃焼される。蒸気制御炭素は適当な堅さと、高い
蒸気処理能(workingcapacity)、高い飽和性能(saturati
on capacity) を有する必要がある。ガソリン蒸気に対
する炭素の処理能は吸着−脱着の温度差や、炭素キャニ
スタの中を流れるパージエアーの容積、炭素の上に非可
逆的に吸着された分子量の大きいガソリン成分が堆積す
る度合によって決まる。
【０００７】炭素キャニスタを自動車の上に搭載すると
きの空間的な制約や経済的ないろいろな条件のために、
この応用においては、粒状あるいは成形された活性炭
は、一般に製造されている前述の従来のものよりも大き
な活性度と密度を有する必要がある。製品の密度を制御
する一つの方法が、公開欧州特許公報第0,423,967A2 号
に開示されている。出願人は、「木を原材料として使用
して化学的に活性化されたペレット形状を直接に製造す
るときに生じる多くの問題」について述べており、十分
な天然バイダ(binding agent) が存在しないために「木
粉材料から高密度の活性炭を製造することが不可能なこ
と」を主張している。原材料として「高濃度の天然バイ
ダ」を有する「若い炭素系野菜製品」を利用した（非常
に大きな密度の）改良された製品が開示されている。こ
うした材料としては、堅果の殻やくだものの核、特に、
オリーブの核や、アーモンドの殻、ココナッツの殻など
がある。また、米国特許第 5,039,651号には、ココナッ
ツの殻、木くず、おがくずなどのセルロース材料から活
性炭製品を高密度化する(densification) 方法が開示さ
れている。この方法では、まず比較的低い温度まで加熱
したあと加圧し、そのあと成形及びか焼する。しかし、
この方法によれば１５ｇ／１００cm3 までのＢＷＣ（ブ
タン処理能）値を有する活性炭が得られることが示され
ているものの、この改善された処理方法によっても、出
願人は１２．３ｇ／１００cm3 までの容積処理能しか持
たない炭素しか製造できなかった。これら従来の気相炭
素は、キャブレタや燃料タンクから放出される蒸気の限
られた容積に対してのみ満足のいくものであった。もっ
と多くの量の燃料蒸気放出を吸着する必要のある差し迫
った環境規制のために、これら多量の(additional)蒸気
の容積や、キャニスタシステムのサイズのひろがり(exp
ansion) を制限する空間的な制限や経済的条件によっ
て、従来よりも高い密度と、大きな活性と、高い容積処
理能（例えばＢＷＣ＞１５ｇ／１００cm3 ）を有する活
性炭が必要になると予想される。米国特許願第 853,133
号には、溶媒用、蒸気吸着用及び回収用として適した高
活性を有するとともに比較的高密度の活性炭が開示され
ている。この活性炭は炭素系材料のフラグメント（すな
わち、「離散粒子(discrete particles)」）を化学的に
活性化し、それらの粒子を加熱によって可塑化して熱硬
化可能な状態にし、その材料を機械的に成形（スフェロ
ナイザ(spheronizer) が用いられる）することによって
高密度化し、成形した材料をさらに加熱して熱硬化さ
せ、その熱硬化させた成形材料を最終的に４２５℃〜６
５０℃に加熱することによって調製される。しかしなが
ら、この方法におけるスフェロナイザには限界があり、
市販可能なレベルの能力を有する活性炭を調製すること
は困難である。したがって、この発明の目的は、高活性
高密度の気相活性炭を市販規模で量産可能な化学的活性
化方法を開発することである。この発明の別の目的は、
密度を犠牲にすることなく、優れた活性を有する気相活
性炭を製造するための化学的活性化方法及び集塊化方法
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の上述した目的
は、リグノセルロース材料であることが好ましい炭素質
材料を化学的活性剤で化学的に活性化して可塑性の中間
物質を製造し、それを高密度化することによって、活性
化された炭素系材料のマクロポア構造を効果的にできる
限り抑えることによってはからずも達成される。高密度
化の次には、成形された生成物の温度を制御された割合
で約５５０℃まで上昇させる。離散粒子をスフェロナイ
ザを用いて成形する方法（その場合、酸性のチャー(cha
r)の個々の粒子は処理中にある程度一体性を維持する）
を用いなくても、高速ピンミキサ(pin-mixer) 内で集塊
化処理を行うことによって、この発明の上記目的は達成
される。酸性のチャーは炭素質の材料（好ましくはリグ
ノセルロース）を化学的活性化剤を用いて化学的に活性
化し、次いで、それを加熱して中間生成物を生成させ、
その生成物を高速の集塊化装置（たとえば、ピンミキ
サ）内で集塊化させて成形及び高密度化処理を施し、活
性化させた炭素質材料のマクロポア構造を効果的にでき
る限り抑えることによって生成される。（この酸性のチ
ャーの生成方法においては、ピンミキサによる集塊化の
前に粉砕工程を設けてもよい。しかしながら、この工程
は必要に応じて設ければよい。なぜなら、ピンミキサに
よる処理工程では、初期段階において粉砕機能が発揮さ
れ、その後の段階における集塊化によって活性化された
材料の粒状特性が「再構成」され、それによって基本的
に球状のペレットが形成されるからである。）初期段階
における粉砕の後、ピンミキサで発生した大量のエネル
ギーが材料に供給され、そのエネルギーによって熱可塑
性の微細な粒子が部分的な溶融を開始する。これによっ
て、粒子が再度硬化したときには、非常に強力な粒子間
の結合力が得られる。この高密度化工程の後に、成形さ
れた材料は制御された割合で５５０℃まで加熱される。
製造された新しい高活性かつ高密度の気相活性炭は、約
１５ｇ／１００cm3 から約２５ｇ／１００cm3 のブタン
処理能、好ましくは約１７ｇ／１００cm3 から約２５ｇ
／１００cm3 、さらに好ましくは１９ｇ／１００cm3 か
ら２５ｇ／１００cm3 のブタン処理能と、約６０ｇ／１
００ｇから約８０ｇ／１００ｇの、好ましくは約６５ｇ
／１００ｇから約８０ｇ／１００ｇの、さらに好ましく
は約７０ｇ／１００ｇから約８０ｇ／１００ｇのブタン
活性と、約０．２５ｇ／cm3 から約０．４０ｇ／cm3
の、好ましくは約０．２７ｇ／cm3 から約０．４０ｇ／
cm3の、さらに好ましくは約０．３０ｇ／cm3 から約
０．４０ｇ／cm3 の密度を有することを特徴とする。こ
うした活性炭材料は、全粒子体積に基づいた約５０％以
上の、好ましくは約６０％以上の、さらに好ましくは約
７０％以上のメソポア含有量を、また全粒子体積に基づ
いた２０％以下の、好ましくは１８％以下の、さらに好
ましくは１５％以下のマクロポア含有量を有することが
好ましい。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明の化学的活性化における原材料の前駆物質は、前述し
た植物や鉱物をもとにした炭素系材料の任意のものでよ
い。基本的には、好ましい前駆物質は植物をもとにした
リグノセルロース材料であり、木くずや木粉、おがくず
などの木材をベースとした材料や、ココナッツの殻など
の堅果の種や殻などが含まれる。化学的な活性剤として
は、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、硫化物、硫酸
塩、アルカリ土類の炭酸塩、塩化物、硫酸塩、リン酸
塩、そしてリン酸、ポリリン酸、ピロリン酸、塩化亜
鉛、硫酸、発煙硫酸ムなどがある。これらの中で好まし
いのは、リン酸と塩化亜鉛である。最も好ましいのは、
リン酸である。新しい炭素を製造するこの発明の方法
は、一般に以下の工程順序として記述できる。 1. 活性剤／リグノセルロース材料混合 2. ステージ１の熱処理（可塑化） 3. 成形及び高密度化 4. 活性化 活性化は一般にロータリ式のかまの中で行われる。かま
の中において、熱硬化成形された混合物の温度は、約５
５０℃まで上げられる。通常、この基本的な処理のあと
に洗浄及び乾燥工程が続く。一般に、この発明の成形及
び高密度化工程において用いられるエネルギーは発熱
（約３５℃〜約１２０℃）に寄与するため、成形及び高
密度化された粒子は活性化される前に熱的に硬化する。
しかしながら、もしも成形及び高密度化工程が熱硬化性
の材料を生成しない条件下で行われるのであれば、第２
の加熱処理工程を使用してもよい。なお、この第２の熱
処理工程は成形及び高密度化工程の後であって活性化の
前に配置される。
【００１０】この発明の活性炭を製造するための一つの
方法は、リン酸あるいは塩化亜鉛であることが好ましい
化学的活性剤を、木くず、おがくず、木粉であることが
好ましいリグノセルロース材料と３：１〜１：１で、撹
拌しながら約３５℃から約９５℃の温度で１時間それぞ
れ混合する。そのあと、混合物を平らな表面の上で約６
mmから約２５mmの厚みの層に広げる。混合物は、約３５
℃から約９５℃の温度で、混合物が非常に可塑性を有す
る状態から転移して熱硬化を開始するのに十分な時間だ
けさらなる段階の熱処理が行われる。次に材料は粉砕工
程（大径の木くずやおがくずが使用される場合）にかけ
られて粉砕され、その後、再度集塊化されて所定の粒径
及び形状（一般に球状）の粒子が生成される。なお、場
合によっては、成形された材料を再度約３５℃〜約１２
０℃に加熱して熱硬化を十分に行うことによって高密度
化を完全にしてもよい。可塑性が完全になくなった時点
で、その温度が約５５０℃まで上げられる。このプロセ
スによって得られるこの発明の代表的な活性炭の特性が
表１に示されている。
【００１１】 表１ ブタン処理能 １８．１ｇ／１００cm3 ブタン活性 ６９．７ｇ／１００ｇ 表面積 ２４２０ｍ2 ／ｇ 見かけ密度 ０．２９ｇ／cm3 粒子密度 ０．４８ｇ／cm3 メソポア含有量 ６０％ マクロポア含有量 １２％
【００１２】新しい炭素生成物のブタン処理能における
驚くべき改善は、マクロポア有孔率を犠牲にして個々の
炭素粒子のメソポア有孔率を大きく増大させたことを反
映している。活性炭の表面積の標準的な決定方法は、吸
着剤として窒素を使用した物理的吸着のブルナウア・エ
メット・テラー（Brunauer-Emmett-Teller、BET ）モデ
ルによる。これは、0.05から0.20の範囲の相対圧力で窒
素吸着剤の等温線(isotherm)データに基づいてこの発明
の活性炭の表面積を計算するときに使用した方法であ
る。粒状あるいは成形された炭素の多くの応用において
は、決まった容積のスタティックな活性炭ベッドを使用
するため、粒状の活性炭の場合には密度は吸着剤の効率
の重要な特性である。この発明の活性炭の見かけ密度は
ＡＳＴＭ Ｄ ２８５４の方法に従って測定される。こ
こに記載されている粒子からなるパックされたベッド中
の炭素の見かけ密度の測定は、１０×２５メッシュの炭
素系材料に基づいたものである。個々の炭素粒子の密度
はマイクロメリティクス・ポアサイザ(MicromeriticsPo
re Sizer）９３００という装置を使用して水銀の変位に
よって測定した。密度は、３５マイクロメートル以下の
孔を含む粒子の質量及び体積に基づいている。
【００１３】この発明の炭素のブタン活性は乾燥した約
１５mlの体積を有する、重量を測定した活性炭サンプル
を直径１．４５cmの試験管の中に入れ、その中にブタン
ガスを導入することによって計算した。２５℃で飽和状
態で吸着された量を測定し、１００ｇの炭素当りのブタ
ンをグラムで表した（ｇ／１００ｇ）ブタン活性として
記録した。次に試験管を２５℃で２５０ml／min の速度
で４０分間エアーでパージし、取り除かれたブタンの量
を炭素１００ml当りのブタンのグラム（ｇ／１００cm
3 ）で表したブタン処理能（ＷＢＣ）として記録した。
炭素の質量から体積への変換は、炭素の見かけ密度の測
定値に基づいて行った。５０ｎｍよりも大きな孔の有孔
率（マクロポア有孔率）はマイクロメリティクス・ポア
サイザ９３１０を用いて測定した。このポアサイザは圧
力の影響によって孔の中に押し込まれる水銀の体積を測
定する。孔の寸法に対する孔の容積の分布は、標準モデ
ルであるウォッシュバーン(Washburn)の式を利用して計
算する。５０ｎｍよりも小さな孔の有孔率（マクロポア
有孔率）はマイクロメリティクス・ディジソーブ２６０
０を用いて測定した。約７７゜Ｋで窒素に対して測定さ
れた吸着等温線データをケルビン(Kelvin)とハルシー(H
alsey)の式に使用して、バレット(Barrett) とジョイナ
(Joyner)とハレンダ(Halenda) の標準モデルに従って円
柱状の孔の孔寸法に対する孔の容積の分布を決定した。
ここに開示されている本発明の例においては、マクロポ
ア有孔率は５０ｎｍ以上の直径の孔の有孔率、メソポア
有孔率は１．８ｎｍから５０ｎｍの直径の孔の有孔率、
ミクロポア有孔率は１．８ｎｍ以下の直径の孔の有孔率
である。
【００１４】この発明の好ましい実施例においては、上
述した混合及び熱処理工程のあとに、ピンミキサ(pin-m
ixer) のような高速のミキサ／撹拌機中で成形及び高密
度化の重要な工程が行われる。ピンミキサの中では高密
度の可塑性チャーの粒子が形成される。これは、水蒸気
の存在下で微細な粒子が集塊化することによる。部分的
に炭化（すなわち、酸との反応による）したおがくずの
大径の粒子すなわち不十分な集塊がピンミキサに導入さ
れると、初めに粒子がより微細な粒子へと粉砕され、そ
の後再度の集塊化が起こり、様々な粒径の材料が形成さ
れる。集塊化された粒子の大径化は材料中の水分量、滞
留時間、ピンミキサへの材料投入速度及びピンスピード
をコントロールすることによって、ピンミキサ内で正確
にコントロールすることが可能である。このように生成
物を可変化することは従来の「離散粒子」を処理する方
法によっては不可能である。上記の高密度及び高活性の
化学的に活性化された気相活性炭生成するための集塊化
法は水以外に特別なバインダを必要としない。これは、
初期の加熱段階において生成する可塑性チャーがバイン
ダ特性を備えているからである。なお、生成した粒子を
さらに加熱処理して結合強度を高めることによって粒子
強度の向上を図ってもよい。このプロセスに従って製造
された活性炭は、１８．１ｇ／１００cm3 のブタン処理
能と、０．２９ｇ／cm3 の見かけ密度と、０．４８ｇ／
cm3 の粒子密度と、５９％のメソポア容積と、１４％の
マクロポア容積を有していた。
【００１５】これまでの方法は、木のくずや木粉、おが
くずのような比較的低い密度のリグノセルロースからこ
の発明の高活性かつ高密度の活性炭を製造することがで
きる。表１に示されるように、ピンミキサを用いて調製
された炭素のＢＷＣがピンミキサを用いずに調製された
実験室で調製した基準の炭素のそれに比べて大きいの
は、集塊化法による粒子間の空隙及び炭素のマクロポア
の減少によって炭素の見掛け密度が著しく（約５０％）
していることに起因する。この発明の活性炭を製造する
ための別の新しい方法の具体例を以下に述べる。
【００１６】例１ この発明の活性炭は以下のようにして調製された。２，
０００ｇの濃リン酸溶液（８５％の濃度）と１，９００
ｇのおがくずを混合（それぞれの固体の乾燥重量におい
て酸：おがくず＝１．６：１）し、室温下で１０分間に
わたって機械的に撹拌混合した。次いで、その混合物を
１５分間隔で攪拌しながら、オーブンの中で１７７℃で
４５分間熱処理し、さらに、スチームオーブンの中で１
７７℃で４５分間乾燥した。２．７リットルの可塑性チ
ャーの混合物を１，０００rpm で回転するピンミキサの
中に投入した。なお、ピンミキサとしては、米国フェロ
・テック(Ferro-Tech)製のバッチピンミキサ「タービュ
レータ(Turbulator TM) 」が適している。次に、粒状チ
ャーを微細に粉砕し、再集塊化（水１００mlを添加した
後に）し、約５分かけて１０×２５メッシュ（０．７〜
２．０mm）のほぼ球状の粒子へと高密度化した。成形さ
れたチャーをオーブンの中で８２℃、６０時間にわたっ
て熱硬化させた。引き続いて、チャーを直火ロータリか
まの中で約６０分かけて４８２℃まで加熱して活性化し
た。活性化された生成物を水で洗浄し、オーブンで乾燥
した後評価した。ピンミキサで形成された活性炭の特性
を、市販の蒸気吸着用活性炭、実験室で調製した基準用
の生成物（成形及び高密度化処理をしていないもの）及
び米国特許願第８５３，１３３号に記載された「離散粒
子」法で調製された生成物と比較した。その結果を表２
に示す。
【００１７】 表２ 調製方法※ 生成物の特性 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ ブタン活性 ４７．３ ７０．２ ６８．０ ６９．７ （ｇ／１００ｇ） ブタン処理能 １１．３ １３．１ １７．７ １８．１ （ｇ／１００cm3 ） 見かけ密度 ０．２８ ０．２０ ０．３０ ０．２９ （ｇ／cm3 ） 粒子密度 ０．４８ ０．４４ ０．４６ ０．４８ （ｇ／cm3 ） マクロポア容積 ２３ １７ １２ １２ （容量％） メソポア容積 ４７ ５３ ５８ ６０ （容量％） 表面積 １８４０ ２５２３ ２１８０ ２４２０ （ｍ2 ／ｇ） ※調製方法 Ａ：ＷＶＡ−１１００（工場生成物） Ｂ：実験室で調製した基準用の生成物（成形なし） Ｃ：「離散粒子」法で調製された生成物 Ｄ：集塊化法（ピンミキサ）
【００１８】本願発明の生成物と実験室生成物との比較
から明かなように、ピンミキサは生成物の特性の向上に
寄与している。また、ブタン活性及び表面積の値が似通
っている生成物については、ポア寸法（粒子密度の増加
に起因する）が大きくなるほどブタン処理能も増大す
る。以上、この発明の高活性、高密度の炭素を様々な材
料、手順、例を参照しつつ説明してきたが、この発明は
特定の材料や、そうした材料の組合せ、その目的のため
に選択された手順に限定されるわけではない。この新し
い炭素を製造するための概念においては、当該分野の技
術者には明らかなように詳細を様々に変形することが可
能である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リグノセルロースから生成され、１５〜
    ２５ｇ／１００cm3のブタン処理能を有し、直径が１．
    ８〜５０nmのポアの全ポア容積に対する有孔率が５０％
    以上、直径が５０nmを越えるポアの全ポア容積に対する
    有孔率が２０％以下の高活性かつ高密度の活性炭の製造
    方法であって、 a)リグノセルロースと、塩化亜鉛及びリン酸より成る群
    から選択される化学的活性剤とを混合する段階と、 b)リグノセルロースと活性剤との混合物を加熱して可塑
    化するとともに、酸処理されたリグノセルロースをその
    含水率が重量比で２５％以下になるまで乾燥させる段階
    と、 c)酸処理されるとともに加熱処理されたリグノセルロー
    スをピンミキサ内において粉砕して微細粒子を生成さ
    せ、その後その微細粒子を再度集塊化させることによっ
    て成形及び高密度化させ、ほぼ球状の成形された高密度
    炭素を生成させる段階と、 d)成形された高密度炭素を活性化温度である５５０℃ま
    で徐々に加熱して活性化する段階と、 を有する方法。
  2. 【請求項２】 前記リグノセルロースが木くず、おがく
    ず及び木粉からなる群から選択される請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 前記活性化剤と前記リグノセルロースと
    の比が３：１〜１：１の範囲である請求項１に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前記活性化剤と前記リグノセルロースと
    の比が１．６：１である請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記段階a)が３５℃〜９５℃の温度下で
    １時間以下で実施される請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記段階c)で得られた生成物が段階d)の
    前に３５℃〜９５℃の温度で熱処理される請求項１記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 活性炭の製造方法であって、リグノセル
    ロースと塩化亜鉛及びリン酸より成る群から選択される
    化学的活性剤とを混合して酸性のチャーを生成させる段
    階と、前記チャーを加熱して可塑化する段階と、前記加
    熱されたチャーを成形する段階と、前記成形されたチャ
    ーを５５０℃まで加熱して活性化する段階とを有し、前
    記成形の段階がピンミキサ内において前記チャーを粉砕
    した後再度集塊化させることによって実施され、それに
    よって１５〜２５ｇ／１００cm 3 のブタン処理能を有す
    る活性炭が生成される方法。
  8. 【請求項８】 前記リグノセルロースが木くず、おがく
    ず及び木粉からなる群から選択される請求項７に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記活性化剤と前記リグノセルロースと
    の比が３：１〜１：１の範囲である請求項７に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記活性化剤と前記リグノセルロース
    との比が１．６：１である請求項９に記載の方法。
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