JPH11147915A - 多孔質ビーズ及びその製造方法 - Google Patents

多孔質ビーズ及びその製造方法

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JPH11147915A
JPH11147915A JP31490997A JP31490997A JPH11147915A JP H11147915 A JPH11147915 A JP H11147915A JP 31490997 A JP31490997 A JP 31490997A JP 31490997 A JP31490997 A JP 31490997A JP H11147915 A JPH11147915 A JP H11147915A
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JP
Japan
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compound
porous
aromatic
beads
surface area
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JP31490997A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Takayanagi
弘昭 高柳
Takeshi Honda
剛 本多
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物、特に、気体状有機物に対する吸着量
が大きく、更に粒径が大きいため流速が大きいガス処理
等の分野で利用可能な多孔質ビーズを提供する。 【解決手段】 芳香族ポリビニル化合物及び/又は芳香
族モノビニル化合物よりなる多孔質架橋重合体で、乾燥
重量当たりの比表面積が800m2/g以上であり、平均粒径
が2mm 以上であることを特徴とする多孔質ビーズ、その
製造方法、該ビーズよりなる吸着剤、及び該吸着剤を用
いた有機物の回収・除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大粒径でかつ高比
表面積である多孔質ビーズ、その製造方法、該ビーズか
らなる吸着剤及びこれを用いて流体の流れから有機物を
回収する方法に関するものである。詳しくは、粒径が2
mm以上であり、比表面積が800m2 以上の多孔質ビーズ、
及びこれを用いて流体の流れの中から有機物を回収する
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より吸着剤は、気相や液相中の不純
物の除去等に多量に利用されてきている。例えば炭化水
素、ハロゲン化炭化水素等の有機溶剤で汚染されたガス
中のこれらの有機物質を回収することは経済的にも、環
境的にも重要なことであり、また水中に存在する有機物
を分離回収することも工業的に重要なプロセスである。
これまで、汚染されたガスから有機溶剤等を回収するた
めの吸着剤としては、活性炭がしばしば用いられてき
た。しかしながら有機溶剤を吸着した活性炭はその強い
吸着力のために再生の際には高温度の水蒸気が必要であ
り、例えば塩素系溶剤を吸着した場合には溶剤の分解等
を引き起こし、また、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン等のケトン系溶剤を吸着した場合には触媒作用に
より発火等を起こしやすいという問題点があった。
【0003】また、活性炭に代わるものとして、多孔性
を改良し、吸着性を向上させた合成樹脂系吸着剤につい
て検討されている。しかしながらいずれも粒径が小さ
く、2mm より小さいものが殆どであり、流速の大きい分
野、特にガス処理分野では、実際上使用が困難である。
また粒径の大きい多孔質樹脂ビーズに関する検討もされ
ているが、吸着性が不十分であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機物等に
対する吸着量が大きく、更に粒径の大きい多孔質ビーズ
吸着剤及びその製造法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するためになされたものであり、比表面積が800m
2/g以上、平均粒径が2mm 以上であることを特徴とする
大粒径高比表面積多孔質ビーズ吸着剤を提供するもので
ある。これによりガス処理等の高流速で使用される分野
における有機物の回収、除去が可能となる。
【0006】即ち、本発明の要旨は、芳香族ポリビニル
化合物及び/又は芳香族モノビニル化合物よりなる多孔
質架橋重合体で、乾燥重量当たりの比表面積が800m
2 /g以上であり、平均粒径が2mm以上であることを
特徴とする多孔質ビーズに存する。本発明の好ましい態
様として、芳香族ポリビニル化合物がジビニルベンゼン
であること、芳香族モノビニル化合物がスチレン、エチ
ルビニルベンゼン、またはこれらの混合物であることが
挙げられる。
【0007】また、本発明の要旨としては、芳香族ポリ
ビニル化合物及び/又は芳香族モノビニル化合物を主成
分とする混合物を、微細構造を発現させる不活性物質の
存在下懸濁重合して得られた直径2mm以上の多孔質架
橋重合体ビーズを、不活性媒体の存在下、ルイス酸触媒
と接触させることを特徴とする請求項1又は2に記載の
多孔質ビーズの製造方法、前記多孔質ビーズよりなる吸
着剤、及び、前記吸着剤を用いることを特徴とする流体
中から有機物を回収除去する方法も挙げられる。このと
き、流体としては、気体であること、有機物としては、
気体状有機物であることが好ましい態様として挙げられ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳細に説明す
る。本発明の多孔質ビーズは、芳香族モノビニル化合物
及び/又は芳香族ポリビニル化合物からなる多孔質架橋
重合体である。特に芳香族ポリビニル化合物の含有割合
は、全芳香族ビニル化合物に対し、30〜100 重量%、好
ましくは50〜100 重量%の範囲で使用するのが好まし
い。芳香族モノビニル化合物としては、スチレン、ビニ
ルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニル塩化ベンジ
ル等が挙げられる。芳香族ポリビニル化合物としては、
ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルベン
ゼン等が挙げられる。
【0009】本発明の製造方法において、微細構造を発
現させる不活性物質としては、上記のような芳香族ビニ
ル化合物又はこの混合物に可溶で水に実質的に不溶性で
ある種々の化合物が挙げられる。この不活性物質の具体
例としては、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素化
合物、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合
物、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭
素化合物、及びポリスチレン等の線状高分子化合物1種
又は2種以上混合して用いることができる。本発明にお
いて使用する不活性物質の使用割合は、全ビニル化合物
の30〜300 重量部、好ましくは75〜250 重量部が好まし
い。
【0010】芳香族ビニル化合物は、上記不活性物質の
存在下に少量の重合開始剤が添加され重合反応により、
多孔質架橋重合体となる。重合開始剤としては、ベンゾ
イルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等の有機過
酸化物やアゾビスイソブチロニトリル等の有機アゾ化合
物を用い、芳香族ビニル化合物全量100 重量部に対して
0.01〜10重量部の割合で使用するのが良い。重合反応は
公知の懸濁重合反応に準じて行うことができる。
【0011】上記で得られた多孔質架橋重合体は、特開
平5−239110号公報に記載のように、必要に応じ
て篩分けをすることにより平均粒径が2mm以上の所望
のサイズのビーズを得ることができる。なお、本発明で
は、多孔質架橋重合体の平均粒径は、2〜10mmとす
るのが良い。
【0012】得られた平均粒径2mm以上の重合体ビー
ズは不活性媒体の存在下、ルイス酸触媒と接触させるこ
とにより、比表面積を増大させることができる。不活性
媒体としては、重合体ビーズを膨潤させると共にルイス
酸に不活性であるものが使用できる。具体的にはジクロ
ロエタン、ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素化
合物、イソオクタン等の脂肪族炭化水素化合物が挙げら
れるが、ハロゲン化炭化水素化合物が特に好ましい。こ
れらの不活性媒体は、重合体ビーズ1g当たり1〜10g使
用するのが良い。ルイス酸触媒と接触させる条件は50〜
100 ℃、1〜10時間の範囲で行うのがよく、接触の後触
媒を不活性化し洗浄処理を経て、目的の大粒子径高比表
面積多孔質ビーズが得られる。即ち、上記の製造条件を
適宜選択することにより、乾燥重量あたりの比表面積が
800m2 /gである多孔質ビーズが得られる。なお、
乾燥重量あたりの比表面積の値は窒素吸着BET法によ
り測定されたものである。
【0013】なお、特開平8−155297号公報に
は、吸着性に優れ、十分な機械的強度を有している有機
物の吸着剤としての多孔質ビーズが記載されている。本
多孔質ビーズは、架橋重合体ビーズをハロアルキル化し
た後、本発明と同様にルイス酸触媒と接触させている。
このようなハロアルキル化を経ると、平均粒径2mm以
上のビーズを作ろうとした場合、製作工程中ビーズに割
れが生じるため、本発明の多孔質ビーズを得ることがで
きない。また、このようなハロアルキル化を経ると、前
述のような本発明のポリビニル化合物の含有量では、本
発明の比表面積800m2 /g以上のビーズは得られな
い。
【0014】本発明で得られた大粒子径高比表面積多孔
質ビーズは、粒径が大きく圧損が小さい、比表面積が大
きく有機物吸着性能に優れる等の特長を有するために、
流体の速い流れの中からの有機物の回収除去、特に気体
流からの気体状有機物の除去に適する。気体状有機物の
例としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、
スチレン、トルエン、二塩化エチレン等一般的な揮発性
有機化合物がある。また、液体処理においても高流速条
件となる分野、コロイド状物を含む液体処理分野に使用
される。またアップフローで使用する場合に、粒径が大
きいために高流速が可能になる等の利点を有する。
【0015】
【実施例】以下に、本発明について代表的な実施例及び
比較例を示し、更に具体的に説明する。
【0016】[実施例1] (大粒径重合体の調製)モノマー相として、スチレン2.
5g、工業用ジビニルベンゼン(純度57%)92.3g、プロ
ピレンジクロライド190g、過酸化ベンゾイル1.0gを用い
た。水相として、脱塩水2430g、ポリビニルアルコール
0.4g、塩化ナトリウム120gの混合液を調製した。攪拌
機、冷却管を装着した円筒型の3Lフラスコに水相を入
れ、ついでモノマー相を入れて攪拌回転数25回転/分で
均一分散した後に温度を80℃として8時間重合を行っ
た。得られたポリマー粒子を水洗後メタノールで洗浄し
てプロピレンジクロリドを除去してから、再び水洗し湿
潤状態のポリマー粒子を得た。得られたポリマー粒子の
平均径は2.3mm であった。窒素吸着BET 法で測定した乾
燥重量当たりの比表面積は592m2/gであった。
【0017】(高比表面積化)得られたポリマー粒子を
乾燥後、400gを二塩化エチレン2000mL中で1時間攪拌・
膨潤させた。次に塩化第二鉄40gを添加し更に1時間攪
拌した。80℃に昇温後、更に8時間保持した後に冷却し
反応を停止した。二塩化エチレンを留去した後、本発明
の大粒子径高比表面積多孔質ビーズを得た。得られたビ
ーズの比表面積を窒素吸着BET 法により測定したとこ
ろ、907m2/gであった。30℃における蒸気濃度約5000pp
m のメチルエチルケトン蒸気の平衡吸着容量は81mg/gで
あった。本吸着剤を内径30mmのカラムに充填し、室温で
空気を通気した。通気流速0.10m/s におけるカラム入り
口と出口の差圧は1m換算で約50mmH2O/m であった。
【0018】[実施例2]実施例1で製造した大粒径重
合体20gを乾燥状態でイソオクタン120mL 中で30分攪拌
・膨潤させた。次に塩化第二鉄2.0gを添加し更に30分攪
拌した。80℃に昇温後更に8時間保持した後に冷却し反
応を停止した。イソオクタンを留去した後、本発明の大
粒子径高比表面積多孔質ビーズを得た。得られたビーズ
の比表面積を窒素吸着BET 法により測定したところ、80
8 m2/gであった.30℃、蒸気濃度約5000ppm のメチルエ
チルケトン蒸気の平衡吸着容量は67mg/gであった。
【0019】[比較例1] (粒径が2mmより小さい場合)スチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体からなる合成吸着剤SP850(三菱化
学社)(平均粒径400μm、窒素吸着BET法による
乾燥重量あたりの比表面積990m2 /g)を内径30mm
のカラムに充填し、室温で空気を通気した。通気流速0.
10m/s におけるカラム入り口と出口の差圧は1m換算で約
1000 mmH2O/mであった。
【0020】[比較例2] (比表面積が800m2 /gより小さい場合)実施例で
調製した大粒径重合体(比表面積592m2 /g、平均
粒径2.3mm)を用いて30℃、蒸気濃度約5000ppm の
メチルエチルケトン蒸気の平衡吸着容量を調べたとこ
ろ、34mg/gであった。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ポリビニル化合物及び/又は芳香
    族モノビニル化合物よりなる多孔質架橋重合体で、乾燥
    重量当たりの比表面積が800m2/g以上であり、平均粒径
    が2mm 以上であることを特徴とする多孔質ビーズ。
  2. 【請求項2】 芳香族ポリビニル化合物がジビニルベン
    ゼンであり、芳香族モノビニル化合物がスチレン、エチ
    ルビニルベンゼン、またはこれらの混合物である、請求
    項1に記載の多孔質ビーズ。
  3. 【請求項3】 芳香族ポリビニル化合物及び/又は芳香
    族モノビニル化合物を主成分とする混合物を、微細構造
    を発現させる不活性物質の存在下懸濁重合して得られた
    直径2mm以上の多孔質架橋重合体ビーズを、不活性媒体
    の存在下、ルイス酸触媒と接触させることを特徴とする
    請求項1又は2に記載の多孔質ビーズの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の多孔質ビーズ
    よりなる吸着剤。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の吸着剤を用いることを特
    徴とする流体中から有機物を回収、除去する方法。
  6. 【請求項6】 流体が気体であり、有機物が気体状有機
    物である請求項5記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302727A (ja) * 2000-02-16 2001-10-31 Sekisui Chem Co Ltd 架橋重合体粒子及びその製造方法
WO2008007557A1 (fr) 2006-07-14 2008-01-17 Kao Corporation Particule désodorisante
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