JPH07215711A - 高機能活性炭の製造法 - Google Patents
高機能活性炭の製造法Info
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- JPH07215711A JPH07215711A JP6025992A JP2599294A JPH07215711A JP H07215711 A JPH07215711 A JP H07215711A JP 6025992 A JP6025992 A JP 6025992A JP 2599294 A JP2599294 A JP 2599294A JP H07215711 A JPH07215711 A JP H07215711A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分子篩機能を有しながらも吸着容量が大き
く、しかも実用化可能な強度を有する活性炭、殊に、水
中に含まれるトリハロメタン類を効果的に吸着除去しう
る浄水器用途の活性炭を製造する方法を提供することを
目的とする。 【構成】 石油コークス、ヤシ殻チャーなどの炭素原料
を水酸化カリウムなどの水酸化アルカリにより賦活して
得た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に、フ
ェノール樹脂初期縮合物などの有機質材料を添着した
後、炭化処理する。これにより高機能活性炭が製造され
る。
く、しかも実用化可能な強度を有する活性炭、殊に、水
中に含まれるトリハロメタン類を効果的に吸着除去しう
る浄水器用途の活性炭を製造する方法を提供することを
目的とする。 【構成】 石油コークス、ヤシ殻チャーなどの炭素原料
を水酸化カリウムなどの水酸化アルカリにより賦活して
得た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に、フ
ェノール樹脂初期縮合物などの有機質材料を添着した
後、炭化処理する。これにより高機能活性炭が製造され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子篩機能を有し、吸
着容量が大きく、しかも強度が改善された活性炭、殊
に、水中に含まれるトリハロメタン類を効果的に吸着除
去しうる浄水器用途の活性炭を製造する方法に関するも
のである。
着容量が大きく、しかも強度が改善された活性炭、殊
に、水中に含まれるトリハロメタン類を効果的に吸着除
去しうる浄水器用途の活性炭を製造する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】浄水器用の活性炭として、石炭、木屑、
ヤシ殻などを水蒸気により賦活した活性炭、あるいはそ
の活性炭に微量の銀を添着して抗菌性を付与した活性炭
などが使用されている。
ヤシ殻などを水蒸気により賦活した活性炭、あるいはそ
の活性炭に微量の銀を添着して抗菌性を付与した活性炭
などが使用されている。
【０００３】活性炭としては、水蒸気賦活に代えて水酸
化アルカリで賦活した高表面積活性炭も知られている。
化アルカリで賦活した高表面積活性炭も知られている。
【０００４】たとえば、特公昭６２−６１５２９号公報
（米国特許第４０８２６９号明細書に対応）には、炭素
原料として石油コークスまたはこれと石炭との混合物を
用い、この炭素原料と含水水酸化カリウム粒子とを混合
した後、予備假焼装置で加熱して脱水し、ついで假焼装
置で加熱して活性化することにより、ＢＥＴ比表面積が
２３００m2/gを越える高表面積を有する活性炭を製造す
る方法が示されており、用途の一つとして水処理につい
ても言及がある。
（米国特許第４０８２６９号明細書に対応）には、炭素
原料として石油コークスまたはこれと石炭との混合物を
用い、この炭素原料と含水水酸化カリウム粒子とを混合
した後、予備假焼装置で加熱して脱水し、ついで假焼装
置で加熱して活性化することにより、ＢＥＴ比表面積が
２３００m2/gを越える高表面積を有する活性炭を製造す
る方法が示されており、用途の一つとして水処理につい
ても言及がある。
【０００５】本出願人の出願にかかる特開平２−９７４
１４号公報（米国特許第５０６４８０５号明細書に対
応）には、炭素原料としてヤシ殻チャー、賦活剤として
含水水酸化カリウムを用い、これらヤシ殻チャーと含水
水酸化カリウムとを重量比で１：２〜１：６の割合で混
合すると共に、活性化可能な温度で加熱処理して高品質
活性炭を製造する方法が示されており、用途の一つとし
て水処理についても言及がある。
１４号公報（米国特許第５０６４８０５号明細書に対
応）には、炭素原料としてヤシ殻チャー、賦活剤として
含水水酸化カリウムを用い、これらヤシ殻チャーと含水
水酸化カリウムとを重量比で１：２〜１：６の割合で混
合すると共に、活性化可能な温度で加熱処理して高品質
活性炭を製造する方法が示されており、用途の一つとし
て水処理についても言及がある。
【０００６】そのほか、浄水器にかかるものではない
が、空気を窒素と酸素との分離する活性炭として、微細
孔を有する分子篩炭素（ＭＳＣと呼ばれている）も開発
されている。
が、空気を窒素と酸素との分離する活性炭として、微細
孔を有する分子篩炭素（ＭＳＣと呼ばれている）も開発
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】水蒸気賦活法による活
性炭は、現在においては各用途別に製造条件が最適化さ
れているが、トリハロメタン類の吸着能力には限界があ
り、現在以上のトリハロメタン類の吸着能力の向上は望
みえない。これは、トリハロメタン類の吸着目的に好適
であると考えられている微細孔量が、水蒸気賦活法によ
る活性炭では限界に達しているためである。
性炭は、現在においては各用途別に製造条件が最適化さ
れているが、トリハロメタン類の吸着能力には限界があ
り、現在以上のトリハロメタン類の吸着能力の向上は望
みえない。これは、トリハロメタン類の吸着目的に好適
であると考えられている微細孔量が、水蒸気賦活法によ
る活性炭では限界に達しているためである。
【０００８】これに対し水酸化アルカリで賦活した高表
面積活性炭は、比表面積が極めて大きいため、トリハロ
メタン類を効率的に吸着することが期待される。しかし
ながらこの高表面積活性炭は、そのテクスチュアに起因
して脆くかつ粉化しやすいので、高流速下で使用する浄
水器用途には適用困難である。
面積活性炭は、比表面積が極めて大きいため、トリハロ
メタン類を効率的に吸着することが期待される。しかし
ながらこの高表面積活性炭は、そのテクスチュアに起因
して脆くかつ粉化しやすいので、高流速下で使用する浄
水器用途には適用困難である。
【０００９】微細孔を有する分子篩炭素は、トリハロメ
タン類を吸着するのに適した細孔サイズを有するが、比
表面積がたとえば３００〜５００m2/g程度と小さい上、
液相で用いる場合は溶質の拡散速度が遅すぎるため、こ
れを浄水器の用途に用いても、トリハロメタン類の吸着
除去効果は期待するほどではない。
タン類を吸着するのに適した細孔サイズを有するが、比
表面積がたとえば３００〜５００m2/g程度と小さい上、
液相で用いる場合は溶質の拡散速度が遅すぎるため、こ
れを浄水器の用途に用いても、トリハロメタン類の吸着
除去効果は期待するほどではない。
【００１０】本発明は、このような背景下において、分
子篩機能を有しながらも吸着容量が大きく、しかも実用
化可能な強度を有する活性炭、殊に、水中に含まれるト
リハロメタン類を効果的に吸着除去しうる浄水器用途の
活性炭を製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
子篩機能を有しながらも吸着容量が大きく、しかも実用
化可能な強度を有する活性炭、殊に、水中に含まれるト
リハロメタン類を効果的に吸着除去しうる浄水器用途の
活性炭を製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の高機能活性炭の
製造法は、炭素原料を水酸化アルカリにより賦活して得
た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に、有機
質材料を添着した後、炭化処理することを特徴とするも
のである。
製造法は、炭素原料を水酸化アルカリにより賦活して得
た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に、有機
質材料を添着した後、炭化処理することを特徴とするも
のである。
【００１２】以下本発明を詳細に説明する。
【００１３】高表面積活性炭は、炭素原料を水酸化アル
カリにより賦活することにより得られる。
カリにより賦活することにより得られる。
【００１４】炭素原料としては、たとえば、石炭、石炭
コークス、石油コークス、ヤシ殻チャー、合成樹脂な
ど、あるいはこれらの混合物などが用いられる。炭素原
料は、１０メッシュ篩上の粗粒のものや１００メッシュ
篩下の微粉状のものを用いることも可能であるが、実質
的に１０〜１００メッシュのものを用いると、表面積の
極めて大きい活性炭を取得することができる。
コークス、石油コークス、ヤシ殻チャー、合成樹脂な
ど、あるいはこれらの混合物などが用いられる。炭素原
料は、１０メッシュ篩上の粗粒のものや１００メッシュ
篩下の微粉状のものを用いることも可能であるが、実質
的に１０〜１００メッシュのものを用いると、表面積の
極めて大きい活性炭を取得することができる。
【００１５】水酸化アルカリとしては、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムあるいはこれら
の混合物などが用いられる。水酸化アルカリは、含水率
２〜２５重量％程度の水酸化アルカリを用いることが望
ましいが、さらに含水率の大きいものを用いることもで
きる。含水率が２重量％未満では溶融温度が高いため操
作性が悪くなり、一方含水率が極端に大きくなると賦活
機能が低下する。
ム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムあるいはこれら
の混合物などが用いられる。水酸化アルカリは、含水率
２〜２５重量％程度の水酸化アルカリを用いることが望
ましいが、さらに含水率の大きいものを用いることもで
きる。含水率が２重量％未満では溶融温度が高いため操
作性が悪くなり、一方含水率が極端に大きくなると賦活
機能が低下する。
【００１６】炭素原料と水酸化アルカリとの混合に際し
ての量的割合は、この順に重量比で１：２〜１：６、好
ましくは１：３〜１：５の範囲から選択することが望ま
しい。水酸化アルカリの過少は賦活不足を招き、水酸化
アルカリの過多は得られる活性炭の脆化を招く。
ての量的割合は、この順に重量比で１：２〜１：６、好
ましくは１：３〜１：５の範囲から選択することが望ま
しい。水酸化アルカリの過少は賦活不足を招き、水酸化
アルカリの過多は得られる活性炭の脆化を招く。
【００１７】炭素原料と水酸化アルカリとの混合に際し
ては、反応炉にまず含水水酸化アルカリを仕込み、その
溶融温度以上に加熱して溶融し、その溶融液に炭素原料
を投入して両者を混合することが望ましい。これにより
両者の接触が最も効率的になされる。ただし、反応炉に
炭素原料と含水水酸化アルカリを仕込んでから加熱し
て、後者を加熱溶融することも可能である。
ては、反応炉にまず含水水酸化アルカリを仕込み、その
溶融温度以上に加熱して溶融し、その溶融液に炭素原料
を投入して両者を混合することが望ましい。これにより
両者の接触が最も効率的になされる。ただし、反応炉に
炭素原料と含水水酸化アルカリを仕込んでから加熱し
て、後者を加熱溶融することも可能である。
【００１８】炭素原料と含水水酸化アルカリとを混合し
た後は、炭素原料の活性化可能な温度で加熱処理する。
活性化可能な温度とは、通常４８０℃以上であり、特に
５００〜９００℃が好ましい。加熱は一定温度で行って
もよく、当初は比較的低い温度で、ついで昇温して比較
的高い温度で加熱するようにしてもよい。加熱中は必要
に応じ間歇的にあるいは連続的に撹拌を行う。加熱処理
は、バッチ、連続のいずれの方法で行ってもよい。
た後は、炭素原料の活性化可能な温度で加熱処理する。
活性化可能な温度とは、通常４８０℃以上であり、特に
５００〜９００℃が好ましい。加熱は一定温度で行って
もよく、当初は比較的低い温度で、ついで昇温して比較
的高い温度で加熱するようにしてもよい。加熱中は必要
に応じ間歇的にあるいは連続的に撹拌を行う。加熱処理
は、バッチ、連続のいずれの方法で行ってもよい。
【００１９】加熱処理終了後は、生成物を反応炉から取
り出し、洗浄、乾燥して高表面積活性炭とし、必要に応
じて造粒する。
り出し、洗浄、乾燥して高表面積活性炭とし、必要に応
じて造粒する。
【００２０】このようにして得た高表面積活性炭の比表
面積は条件によっては１５００m2/g未満のものも得られ
るが、本発明の目的には比表面積が１５００m2/g以上
（好ましくは２０００m2/g以上）であることが要求され
る。
面積は条件によっては１５００m2/g未満のものも得られ
るが、本発明の目的には比表面積が１５００m2/g以上
（好ましくは２０００m2/g以上）であることが要求され
る。
【００２１】そして本発明においては、上記のようにし
て得た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に有
機質材料を添着した後、炭化処理する。
て得た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に有
機質材料を添着した後、炭化処理する。
【００２２】有機質材料としては、炭化可能でかつ溶媒
に溶解または分散するものが用いられる。たとえば、水
溶性有機質材料（ポリアクリルアミド、ポリビニルピロ
リドン、ポリアクリル酸塩、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリエチレンオキサイド、カルボキシビニルポリマ
ー、ビニルアルコール系ポリマー、デンプン類、メチル
セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、カゼイン、
デキストリン、デキストラン、キサンタンガム、グアー
ガム、カラギーナン、マンナン、トラガントガム、アラ
ビアガム、水溶性アクリル共重合体、水溶性ポリエステ
ル、フェノール樹脂初期縮合物、木材・パルプ・製紙工
場における廃液含有物または中間生成物、ショ糖・デン
プン工場における廃液含有物または中間あるいは最終生
成物、接着剤・繊維工場における廃液含有物等）、有機
溶剤可溶性有機質材料（ポリアミド、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、
アクリル系樹脂、アセチルセルロース、石油または石炭
誘導体（たとえば、多環式芳香族化合物、複素環式化合
物のうち比較的分子量が大きいもの））、コールタール
ピッチなどがあげられる。なお上記で例示したもののう
ちポリマーは、重合度の低いものやオリゴマーを含むも
のとする。
に溶解または分散するものが用いられる。たとえば、水
溶性有機質材料（ポリアクリルアミド、ポリビニルピロ
リドン、ポリアクリル酸塩、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリエチレンオキサイド、カルボキシビニルポリマ
ー、ビニルアルコール系ポリマー、デンプン類、メチル
セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、カゼイン、
デキストリン、デキストラン、キサンタンガム、グアー
ガム、カラギーナン、マンナン、トラガントガム、アラ
ビアガム、水溶性アクリル共重合体、水溶性ポリエステ
ル、フェノール樹脂初期縮合物、木材・パルプ・製紙工
場における廃液含有物または中間生成物、ショ糖・デン
プン工場における廃液含有物または中間あるいは最終生
成物、接着剤・繊維工場における廃液含有物等）、有機
溶剤可溶性有機質材料（ポリアミド、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、
アクリル系樹脂、アセチルセルロース、石油または石炭
誘導体（たとえば、多環式芳香族化合物、複素環式化合
物のうち比較的分子量が大きいもの））、コールタール
ピッチなどがあげられる。なお上記で例示したもののう
ちポリマーは、重合度の低いものやオリゴマーを含むも
のとする。
【００２３】高表面積活性炭に対する有機質材料の炭化
処理後の添着量は、前者１００重量部に対して後者を２
〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、殊に１０〜
３５重量部とすることが望ましい。後者の割合が余りに
少ないときは、トリハロメタン類の吸着容量が不足す
る。一方後者の割合が余りに多くても、表面積が低下す
るため、吸着量が低下するようになる。
処理後の添着量は、前者１００重量部に対して後者を２
〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、殊に１０〜
３５重量部とすることが望ましい。後者の割合が余りに
少ないときは、トリハロメタン類の吸着容量が不足す
る。一方後者の割合が余りに多くても、表面積が低下す
るため、吸着量が低下するようになる。
【００２４】高表面積活性炭に有機質材料を添着した後
の炭化処理は、窒素ガス、稀ガスなどの不活性ガス雰囲
気下に、温度７００〜９００℃程度で行うことが望まし
い。これにより本発明の目的に合った炭化がなされる。
の炭化処理は、窒素ガス、稀ガスなどの不活性ガス雰囲
気下に、温度７００〜９００℃程度で行うことが望まし
い。これにより本発明の目的に合った炭化がなされる。
【００２５】上記工程を経ることにより目的とする高機
能活性炭が得られる。この高機能活性炭の比表面積は５
００〜３０００m2/g、殊に８００〜２５００m2/gである
ことが望ましい。
能活性炭が得られる。この高機能活性炭の比表面積は５
００〜３０００m2/g、殊に８００〜２５００m2/gである
ことが望ましい。
【００２６】本発明の高機能活性炭は、水中に含まれる
トリハロメタン類を吸着除去するための浄水器用途に特
に有用であり、その他の用途にも用いることができる。
トリハロメタン類を吸着除去するための浄水器用途に特
に有用であり、その他の用途にも用いることができる。
【００２７】
【作用】炭素原料と含水水酸化アルカリとの混合物を活
性化可能な温度で加熱処理すると、当初は炭素原料およ
び含水水酸化アルカリの脱水、引き続き炭素原料の活性
化（賦活）が開始する。この活性化により、得られる活
性炭は高表面積を有するようになる。
性化可能な温度で加熱処理すると、当初は炭素原料およ
び含水水酸化アルカリの脱水、引き続き炭素原料の活性
化（賦活）が開始する。この活性化により、得られる活
性炭は高表面積を有するようになる。
【００２８】この高表面積活性炭に有機質材料を添着し
た後、炭化処理すると、高表面積活性炭の細孔に有機質
材料の炭化物の層が形成されるが、その炭化物の層はト
リハロメタン類の吸着に最適の微細孔（直径４〜８オン
グストローム程度）となる。この場合、炭化物の層の形
成は高表面積活性炭の表面積をそれほどには損なわない
ので、高い吸着量が保たれる。
た後、炭化処理すると、高表面積活性炭の細孔に有機質
材料の炭化物の層が形成されるが、その炭化物の層はト
リハロメタン類の吸着に最適の微細孔（直径４〜８オン
グストローム程度）となる。この場合、炭化物の層の形
成は高表面積活性炭の表面積をそれほどには損なわない
ので、高い吸着量が保たれる。
【００２９】そして高表面積活性炭自体の弱点である脆
さや粉化しやすい性質は、炭化物の層の形成により大幅
に改善され、実用化可能な強度を有する高機能活性炭が
得られる。
さや粉化しやすい性質は、炭化物の層の形成により大幅
に改善され、実用化可能な強度を有する高機能活性炭が
得られる。
【００３０】なお、一般の活性炭に有機質材料を添着し
た後、炭化処理しても、比表面積の低下が大きすぎて所
期の目的を達成することができない。また分子篩炭素
は、比表面積が小さい上、液相で用いる場合は溶質の拡
散速度が遅すぎるため、所期の目的を達成することがで
きない。
た後、炭化処理しても、比表面積の低下が大きすぎて所
期の目的を達成することができない。また分子篩炭素
は、比表面積が小さい上、液相で用いる場合は溶質の拡
散速度が遅すぎるため、所期の目的を達成することがで
きない。
【００３１】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。以下「部」、「％」とあるのは重量基準で表わした
ものである。なおトリハロメタン類の代表的物質として
は、最も分子量が小さく、従って一般に最も吸着しにく
いと言われているクロロホルムを選んだ。
る。以下「部」、「％」とあるのは重量基準で表わした
ものである。なおトリハロメタン類の代表的物質として
は、最も分子量が小さく、従って一般に最も吸着しにく
いと言われているクロロホルムを選んだ。
【００３２】〈測定方法〉後述の原料活性炭および添着
活性炭において、かさ密度、ＢＥＴ比表面積、クロロホ
ルム吸着量は、次の条件にて測定したものである。かさ密度 １００mlメスシリンダーに試料１０ｇを入れて充分に振
とうさせて求めた。ＢＥＴ比表面積 Ｐ／Ｐo ＝ 0.006〜0.1 の範囲でＢＥＴプロット（多点
法）により求めた。クロロホルム吸着量（平衡吸着量） 試料活性炭を１１０℃で３時間乾燥した後、３０分間放
冷し、その0.05〜0.5ｇを１００ml容量のゴム栓付きバ
イアル瓶に入れて精秤した。このバイアル瓶に純水を入
れてゴム栓をした。クロロホルムを２０ｇ／リットルの
濃度で含むメタノール溶液をゴム栓付きバイアル瓶内に
予め調製しておき、マイクロシリンジで５〜１０μl を
採取し、試料瓶に直接注入し、室温にて２時間激しく撹
拌した。その後、試料瓶を２５℃の恒温槽中に保ち、ヘ
ッドスペース５０μl をＥＣＤ検出管を備えたガスクロ
マトグラフィーにより分析した。なお、溶液中のクロロ
ホルム濃度とヘッドスペース中のクロロホルム濃度との
相関は予め求めておいた。試料活性炭量を変化させて吸
着等温線を求め、平衡濃度 0.1mg／リットル (100ppb)
における吸着量を便宜上クロロホルム吸着量として表示
した。
活性炭において、かさ密度、ＢＥＴ比表面積、クロロホ
ルム吸着量は、次の条件にて測定したものである。かさ密度 １００mlメスシリンダーに試料１０ｇを入れて充分に振
とうさせて求めた。ＢＥＴ比表面積 Ｐ／Ｐo ＝ 0.006〜0.1 の範囲でＢＥＴプロット（多点
法）により求めた。クロロホルム吸着量（平衡吸着量） 試料活性炭を１１０℃で３時間乾燥した後、３０分間放
冷し、その0.05〜0.5ｇを１００ml容量のゴム栓付きバ
イアル瓶に入れて精秤した。このバイアル瓶に純水を入
れてゴム栓をした。クロロホルムを２０ｇ／リットルの
濃度で含むメタノール溶液をゴム栓付きバイアル瓶内に
予め調製しておき、マイクロシリンジで５〜１０μl を
採取し、試料瓶に直接注入し、室温にて２時間激しく撹
拌した。その後、試料瓶を２５℃の恒温槽中に保ち、ヘ
ッドスペース５０μl をＥＣＤ検出管を備えたガスクロ
マトグラフィーにより分析した。なお、溶液中のクロロ
ホルム濃度とヘッドスペース中のクロロホルム濃度との
相関は予め求めておいた。試料活性炭量を変化させて吸
着等温線を求め、平衡濃度 0.1mg／リットル (100ppb)
における吸着量を便宜上クロロホルム吸着量として表示
した。
【００３３】〈原料活性炭〉 原料活性炭１ 撹拌機、加熱機構および窒素導入管を備えた縦型の反応
炉に、含水率１５％の粒状水酸化カリウム４００部を仕
込み、６０分かけて２００℃にまで昇温した。これによ
り含水水酸化カリウムは溶融し、完全に無色透明の溶融
液となった。
炉に、含水率１５％の粒状水酸化カリウム４００部を仕
込み、６０分かけて２００℃にまで昇温した。これによ
り含水水酸化カリウムは溶融し、完全に無色透明の溶融
液となった。
【００３４】系中の雰囲気を窒素ガスで置換した後、前
記の２００℃の溶融液に２０メッシュ篩下のヤシ殻チャ
ー（フィリッピン産、含水率３％）１００部を投入し、
撹拌した。
記の２００℃の溶融液に２０メッシュ篩下のヤシ殻チャ
ー（フィリッピン産、含水率３％）１００部を投入し、
撹拌した。
【００３５】以下窒素ガスを導入しながら、系を内温が
４００℃となるまで加熱して約１時間かけて脱水を行
い、水蒸気の発生が終ってからさらに８００℃にまで加
熱して同温度に１００分保ち、賦活を行った。
４００℃となるまで加熱して約１時間かけて脱水を行
い、水蒸気の発生が終ってからさらに８００℃にまで加
熱して同温度に１００分保ち、賦活を行った。
【００３６】賦活終了後、反応炉から内容物を取り出し
て常温近くまで冷却し、ついで数回水で洗浄して水酸化
カリウムを洗い流した。洗浄液中にアルカリが検出され
なくなった時点で水を切り、温度１１０℃の熱風乾燥機
中で乾燥した。
て常温近くまで冷却し、ついで数回水で洗浄して水酸化
カリウムを洗い流した。洗浄液中にアルカリが検出され
なくなった時点で水を切り、温度１１０℃の熱風乾燥機
中で乾燥した。
【００３７】これにより、ＢＥＴ比表面積２６８０m2/
g、かさ密度0.30g/cm3 、クロロホルム吸着量0.75mg/cm
3の高表面積活性炭が得られた。
g、かさ密度0.30g/cm3 、クロロホルム吸着量0.75mg/cm
3の高表面積活性炭が得られた。
【００３８】原料活性炭２ 賦活を温度６００℃で１００分間行ったほかは実施例１
を繰り返した。これにより、ＢＥＴ比表面積２１００m2
/g、かさ密度0.38g/cm3 、クロロホルム吸着量0.80mg/c
m3の高表面積活性炭が得られた。
を繰り返した。これにより、ＢＥＴ比表面積２１００m2
/g、かさ密度0.38g/cm3 、クロロホルム吸着量0.80mg/c
m3の高表面積活性炭が得られた。
【００３９】原料活性炭３ 脱水および賦活のための加熱中、連続的に１２０rpm の
速度で撹拌を行ったほかは実施例１を繰り返した。これ
により、ＢＥＴ比表面積３０５０m2/g、かさ密度0.30g/
cm3 、クロロホルム吸着量0.70mg/cm3の高表面積活性炭
が得られた。
速度で撹拌を行ったほかは実施例１を繰り返した。これ
により、ＢＥＴ比表面積３０５０m2/g、かさ密度0.30g/
cm3 、クロロホルム吸着量0.70mg/cm3の高表面積活性炭
が得られた。
【００４０】原料活性炭４ 回転予備假焼装置に２０メッシュ篩下の石油精製コーク
ス（米国レイクチャールズ産、揮発分１２％）１００部
と含水率１５％の粒状水酸化カリウム３００部を仕込
み、窒素ガス雰囲気下４００℃にまで昇温し、撹拌下に
約１時間脱水のための加熱処理を行った。
ス（米国レイクチャールズ産、揮発分１２％）１００部
と含水率１５％の粒状水酸化カリウム３００部を仕込
み、窒素ガス雰囲気下４００℃にまで昇温し、撹拌下に
約１時間脱水のための加熱処理を行った。
【００４１】ついで内容物を回転假焼装置に移し、窒素
ガス雰囲気下約６００℃に昇温して回転撹拌下に約２時
間活性化（賦活）のための加熱処理を行った。その後、
生成物を冷却し、水で充分に洗浄してから、真空炉中で
１１０℃で乾燥した。
ガス雰囲気下約６００℃に昇温して回転撹拌下に約２時
間活性化（賦活）のための加熱処理を行った。その後、
生成物を冷却し、水で充分に洗浄してから、真空炉中で
１１０℃で乾燥した。
【００４２】これにより、ＢＥＴ比表面積２２００m2/
g、かさ密度0.29g/cm3 、クロロホルム吸着量0.91mg/cm
3の高表面積活性炭が得られた。
g、かさ密度0.29g/cm3 、クロロホルム吸着量0.91mg/cm
3の高表面積活性炭が得られた。
【００４３】原料活性炭５ ヤシ殻を水蒸気で賦活した市販の活性炭を準備した。こ
の活性炭のＢＥＴ比表面積は１３００m2/g、かさ密度は
0.44g/cm3 、クロロホルム吸着量は0.80mg/cm3であっ
た。
の活性炭のＢＥＴ比表面積は１３００m2/g、かさ密度は
0.44g/cm3 、クロロホルム吸着量は0.80mg/cm3であっ
た。
【００４４】原料活性炭６ フェノール樹脂初期縮合物を不活性ガス雰囲気中にて温
度７００℃で賦活して得た市販の分子篩活性炭を準備し
た。この分子篩活性炭のＢＥＴ比表面積は３００m2/g、
かさ密度は0.60g/cm3 、クロロホルム吸着量は0.14mg/c
m3であった。
度７００℃で賦活して得た市販の分子篩活性炭を準備し
た。この分子篩活性炭のＢＥＴ比表面積は３００m2/g、
かさ密度は0.60g/cm3 、クロロホルム吸着量は0.14mg/c
m3であった。
【００４５】〈添着活性炭の製造〉 添着活性炭１〜３、４ａ ４２〜８０メッシュに篩分けた原料活性炭１〜３および
４の各１００ｇに対し、レゾール型フェノール樹脂初期
縮合物５０ｇをメタノール６０ｇに拡散したものを加え
て乾燥したものを、窒素ガス雰囲気下に約１０℃/minの
速度で７００℃まで昇温し、この温度に１時間保って完
全に樹脂を炭化させた。得られた添着活性炭の重量はほ
ぼ１１８ｇであった。
４の各１００ｇに対し、レゾール型フェノール樹脂初期
縮合物５０ｇをメタノール６０ｇに拡散したものを加え
て乾燥したものを、窒素ガス雰囲気下に約１０℃/minの
速度で７００℃まで昇温し、この温度に１時間保って完
全に樹脂を炭化させた。得られた添着活性炭の重量はほ
ぼ１１８ｇであった。
【００４６】添着活性炭４ｂ 原料活性炭４（４２〜８０メッシュ）１００ｇに対し、
レゾール型フェノール樹脂初期縮合物６５ｇをメタノー
ル４５ｇに拡散したものを加えて乾燥したものを、窒素
ガス雰囲気下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温
し、この温度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。
得られた添着活性炭の重量は１２３ｇであった。
レゾール型フェノール樹脂初期縮合物６５ｇをメタノー
ル４５ｇに拡散したものを加えて乾燥したものを、窒素
ガス雰囲気下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温
し、この温度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。
得られた添着活性炭の重量は１２３ｇであった。
【００４７】添着活性炭４ｃ 原料活性炭４（４２〜８０メッシュ）１００ｇに対し、
ポリ塩化ビニリデンの１０％濃度のエマルジョン５０ｇ
およびメタノール５０ｇを加えて乾燥したものを、窒素
ガス雰囲気下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温
し、この温度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。
得られた添着活性炭の重量は１０３ｇであった。
ポリ塩化ビニリデンの１０％濃度のエマルジョン５０ｇ
およびメタノール５０ｇを加えて乾燥したものを、窒素
ガス雰囲気下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温
し、この温度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。
得られた添着活性炭の重量は１０３ｇであった。
【００４８】添着活性炭４ｄ 原料活性炭４（４２〜８０メッシュ）１００ｇに対し、
コールタールピッチ５０ｇおよびメタノール６０ｇを加
えて乾燥したものを、窒素ガス雰囲気下に約１０℃/min
の速度で７００℃まで昇温し、この温度に１時間保って
完全に樹脂を炭化させた。得られた添着活性炭の重量は
１２５ｇであった。
コールタールピッチ５０ｇおよびメタノール６０ｇを加
えて乾燥したものを、窒素ガス雰囲気下に約１０℃/min
の速度で７００℃まで昇温し、この温度に１時間保って
完全に樹脂を炭化させた。得られた添着活性炭の重量は
１２５ｇであった。
【００４９】添着活性炭５ 原料活性炭５（４２〜８０メッシュ）１００ｇに対し、
レゾール型フェノール樹脂初期縮合物５０ｇおよびメタ
ノール１５ｇを加えて乾燥したものを、窒素ガス雰囲気
下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温し、この温
度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。得られた添
着活性炭の重量は１１６ｇであった。
レゾール型フェノール樹脂初期縮合物５０ｇおよびメタ
ノール１５ｇを加えて乾燥したものを、窒素ガス雰囲気
下に約１０℃/minの速度で７００℃まで昇温し、この温
度に１時間保って完全に樹脂を炭化させた。得られた添
着活性炭の重量は１１６ｇであった。
【００５０】〈原料活性炭および添着活性炭の特性〉上
記における原料活性炭および添着活性炭の比表面積、か
さ密度およびクロロホルム吸着量を表１に示す。添着活
性炭１，２，３，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが本発明の方
法により得られる高機能性活性炭に相当する。
記における原料活性炭および添着活性炭の比表面積、か
さ密度およびクロロホルム吸着量を表１に示す。添着活
性炭１，２，３，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが本発明の方
法により得られる高機能性活性炭に相当する。
【００５１】
【表１】 比表面積 かさ密度 CHCl3 吸着 脆さ、 備 考 (m2/g) (g/cm3) 量(mg/cm3) 粉化 原料活性炭 原１ 2680 0.30 0.75 不良 ヤシ殻チャー、KOH 賦活 原２ 2100 0.38 0.80 不良 ヤシ殻チャー、KOH 賦活 原３ 3050 0.30 0.70 不良 ヤシ殻チャー、KOH 賦活 原４ 2200 0.29 0.91 不良 石油コークス、KOH 賦活 原５ 1300 0.44 0.80 良好 ヤシ殻、水蒸気賦活 原６ 300 0.60 0.14 良好 分子篩活性炭 添着活性炭 添１ 2000 0.42 4.9 可 原１の添着品#1 添２ 1650 0.45 5.2 可 原２の添着品#1 添３ 2300 0.37 4.8 可 原３の添着品#1 添４ａ 1700 0.41 7.4 可 原４の添着品#1 添４ｂ 1400 0.47 4.2 可 原４の添着品#1 添４ｃ 2000 0.35 3.4 可 原４の添着品#2 添４ｄ 1600 0.47 3.5 可 原４の添着品#3 添５ 500 0.60 0.80 良好 原５の添着品#1 （注）#1 フェノール樹脂初期縮合物を担持後、炭化#2 ポリ塩化ビニリデンを担持後、炭化#3 コールタールピッチを担持後、炭化
【００５２】表１から、炭素原料のＫＯＨ賦活品（原料
活性炭１〜４）自体は、比表面積は大きいものの、クロ
ロホルム吸着量が小さく、また脆くかつ粉化しやすい
が、その添着活性炭（原料活性炭１〜３、４ａ〜４ｄ）
にあっては、比表面積の低下の程度が許容範囲にありな
がら、クロロホルム吸着量が大幅に大きくなり、また脆
さや粉化しやすい性質が改善されることがわかる。
活性炭１〜４）自体は、比表面積は大きいものの、クロ
ロホルム吸着量が小さく、また脆くかつ粉化しやすい
が、その添着活性炭（原料活性炭１〜３、４ａ〜４ｄ）
にあっては、比表面積の低下の程度が許容範囲にありな
がら、クロロホルム吸着量が大幅に大きくなり、また脆
さや粉化しやすい性質が改善されることがわかる。
【００５３】一方、通常の水蒸気賦活活性炭（原料活性
炭５）はクロロホルム吸着量が小さく、その添着活性炭
もクロロホルム吸着量が小さいことがわかる。
炭５）はクロロホルム吸着量が小さく、その添着活性炭
もクロロホルム吸着量が小さいことがわかる。
【００５４】分子篩活性炭（原料活性炭６）は、クロロ
ホルム吸着に適した細孔径を有するにもかかわらず、ク
ロロホルム吸着量が著しく小さいことがわかる。
ホルム吸着に適した細孔径を有するにもかかわらず、ク
ロロホルム吸着量が著しく小さいことがわかる。
【００５５】
【発明の効果】本発明の方法により得られる高機能活性
炭にあっては、水酸化アルカリ賦活により得た高表面積
活性炭の高い吸着容量がそれほど損なわれない状態で、
比較的大きいサイズの細孔内に形成された分子篩機能を
有する炭化物の層により、高いトリハロメタン類吸着力
を備えている。
炭にあっては、水酸化アルカリ賦活により得た高表面積
活性炭の高い吸着容量がそれほど損なわれない状態で、
比較的大きいサイズの細孔内に形成された分子篩機能を
有する炭化物の層により、高いトリハロメタン類吸着力
を備えている。
【００５６】また、高表面積活性炭自体の弱点である脆
さや粉化しやすい性質は炭化物の層の形成により大幅に
改善されている。
さや粉化しやすい性質は炭化物の層の形成により大幅に
改善されている。
【００５７】しかも、高表面積活性炭に有機質材料を添
着して炭化する工程において、有機質材料は高表面積活
性炭の細孔内に取り込まれるため、得られる高機能活性
炭はかさばらず、単位体積当りの吸着量が増加する。
着して炭化する工程において、有機質材料は高表面積活
性炭の細孔内に取り込まれるため、得られる高機能活性
炭はかさばらず、単位体積当りの吸着量が増加する。
【００５８】従って、この高機能活性炭は浄水器用途に
適しており、好ましいトリハロメタン類除去効果を奏す
る。
適しており、好ましいトリハロメタン類除去効果を奏す
る。
Claims (4)
- 【請求項１】炭素原料を水酸化アルカリにより賦活して
得た比表面積１５００m2/g以上の高表面積活性炭に、有
機質材料を添着した後、炭化処理することを特徴とする
高機能活性炭の製造法。 - 【請求項２】高表面積活性炭１００重量部に対する有機
質材料の炭化処理後の添着量が２〜５０重量部である請
求項１記載の製造法。 - 【請求項３】炭化処理後の高機能活性炭の比表面積が５
００〜２０００m2/gである請求項１記載の製造法。 - 【請求項４】浄水器用途の高機能活性炭である請求項１
記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02599294A JP3642532B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | 高機能活性炭の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02599294A JP3642532B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | 高機能活性炭の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07215711A true JPH07215711A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3642532B2 JP3642532B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=12181219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02599294A Expired - Lifetime JP3642532B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | 高機能活性炭の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642532B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10191900A (ja) * | 1997-01-13 | 1998-07-28 | Nobuhisa Kawano | コーヒー抽出粕の再生粉末並びにその加工食品用副食材及び活性炭原料としての使用 |
| KR100308584B1 (ko) * | 1999-06-10 | 2001-09-24 | 반봉찬 | 폐 코크스 냉각분진을 이용한 활성탄 원료대체재 및 활성탄 제조방법 |
| KR100458133B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2004-11-26 | 주식회사 포스코 | 분코크스를 이용한 다이옥신 제거용 흡착제 제조방법 및이로부터 제조된 흡착제 |
| CN100344533C (zh) * | 2005-12-27 | 2007-10-24 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种高强度炭/石墨材料的制备方法 |
| JP2008037733A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sangyo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 活性炭および電気二重層キャパシタの製造方法 |
| JP2009530109A (ja) * | 2006-03-22 | 2009-08-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 濾材 |
| JP2009531268A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | 改質活性炭を製造する方法 |
| WO2015152391A1 (ja) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | 関西熱化学株式会社 | 浄水器用活性炭 |
| CN109052731A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-12-21 | 杭州开源环保工程有限公司 | 一种从印染废水中高效除锑的方法 |
| JP2020004589A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 株式会社クラレ | 炭素質材料の製造方法 |
| CN114275782A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-05 | 海南大学 | 一种低温熔碱法制备全微孔活性炭的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102897746B (zh) * | 2012-09-25 | 2015-04-29 | 珠海市吉林大学无机合成与制备化学重点实验室 | 制备多孔碳材料的方法及用该方法制备的多孔碳材料 |
-
1994
- 1994-01-27 JP JP02599294A patent/JP3642532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10191900A (ja) * | 1997-01-13 | 1998-07-28 | Nobuhisa Kawano | コーヒー抽出粕の再生粉末並びにその加工食品用副食材及び活性炭原料としての使用 |
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| KR100458133B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2004-11-26 | 주식회사 포스코 | 분코크스를 이용한 다이옥신 제거용 흡착제 제조방법 및이로부터 제조된 흡착제 |
| CN100344533C (zh) * | 2005-12-27 | 2007-10-24 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种高强度炭/石墨材料的制备方法 |
| US8205755B2 (en) | 2006-03-22 | 2012-06-26 | 3M Innovative Properties Company | Filter media |
| US8206627B2 (en) | 2006-03-22 | 2012-06-26 | 3M Innovative Properties Company | Systems and methods of making molded composite blocks |
| JP2009530109A (ja) * | 2006-03-22 | 2009-08-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 濾材 |
| JP2009531268A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | 改質活性炭を製造する方法 |
| US9394179B2 (en) | 2006-03-31 | 2016-07-19 | Philip Morris Usa Inc. | Method of making modified activated carbon |
| JP2008037733A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sangyo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 活性炭および電気二重層キャパシタの製造方法 |
| WO2015152391A1 (ja) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | 関西熱化学株式会社 | 浄水器用活性炭 |
| JP2020004589A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 株式会社クラレ | 炭素質材料の製造方法 |
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| CN114275782A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-05 | 海南大学 | 一种低温熔碱法制备全微孔活性炭的方法 |
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