JPS61242907A - 多孔質メソカ−ボンマイクロビ−ズ及びその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は新規な多孔質炭素系物質に係るものであシ、よ
シ詳しくは多孔質化して高比表面積を有することとなっ
た新規な形態のメソカーボンマイクロビーズ並びにその
製造方法に係るものである。

℃の温度条件下で一１０熱処理すると、光学的に等方性
であるピッチ中から光学的異方性の小球体が発生し成長
するが、この小球体を一般にメソカーボンマイクロビー
ズと称する。このようにピッチ類が加熱によって炭化す
る過程であられれる光学的異方性小球体は高分子量の縮
合多環芳香族化合物が層状に配列し、これが積層した、
いわゆる黒鉛結晶と類似の構造をもつものであって、黒
鉛結晶の前駆体といわれている。この小球体は有機溶剤
に難溶であるので、例えば溶剤分別等の手段によりピッ
チマトリックスから分離することによりメソカーボンマ
イクロビーズとして単離取得される。

とのメソカーボンマイクロビーズは、小球体という形状
的特徴および黒鉛類似の構造を有すること、更には高化
学活性であること等の特徴を活かして種々の用途が期待
されておシ、例えば高密度炭素材、高選択性触媒あるい
はガスクロマトグラフィー又は液体クロマトグラフィー
の充填材等への利用が（Ｌられている。

しかしながら、メソカーボンマイクロビーズの表面は比
較的平滑な為に上記の如き種々の用途に利用する際、今
一つ応用範囲が狭い難点があ）、例えばガスクロマトグ
ラフィー又は液体クロマトグラフィー等の充填材に応用
するには比表面積が小さ過ぎる問題があ）、未だ実用化
されるには到っていない。

そこで、本発明者等は上記問題点を解決すべく鋭意検討
の結果、特定処理によシ高比表面積を有するメソカーボ
ンマイクロビーズを生成せしめ得ることを見い出しその
結果、多孔質メソカーボンマイクロビーズをはじめて実
現せしめることに成功して本発明に到達した。

本発明の目的は、高比表面積を有する多孔質メソカーボ
ンマイクロビーズを提供することにあり、又本発明の他
の目的は、か＼る多孔質メソカーボンマイクロビーズの
製造方法の一例を提供することにある。

しかして、か＼る目的を充足する本発明の要旨は比表面
積がｉｏ、ｒ７ｇ以上である多孔質メソカーボンマイク
ロビーズにあシ、また、か＼る多孔質メソカーボンマイ
クロビーズはピッチ類を加熱処理することによりマトリ
ックスピッチ中にメソフェース小球体を含有するピッチ
体を形成し、該ピッチ体に芳香族系油を添加し、マトリ
ックスピッチとメソフェース小球体を分別することなく
該ピッチ体をｉｏｏ〜グ０θ℃で加熱処理した後メソフ
ェース小球体を分離することによって得られる。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明の多孔質メソカーボンマイクロと−ズやピッチ、
あるいは石油系重質油やピッチなどｊｊＯ−Ｊ−００”
Ｃで０．１〜１０時間加熱処理を行ないマトリックスピ
ッチ中にメソフェース小球体を通常７〜２１重量％含有
するピッチ体を得る。

次に、得られたメソフェース小琢体含有ピッチ体にピッ
チ体／重量部に対して芳香族系油を０．７〜１０重量部
、よシ好ましくは０．３〜！重量部、最も好ましいのは
／〜２重量部置部混合し、次いで芳香族系油の添加混合
されたピッチ体を更に加熱処理するが、本発明の多孔質
メソカーボンマイクロビーズを実現する為にはこの再度
の加熱処理の際にマトリックスピッチとメソフェース小
球体を分別しないことが重要である。

即ち、従来メソフェース小球体を取得するのに、時に加
温状態で芳香族系油を用いてピッチ体からメソフェース
小球体マトリックスピッチを分別処理することが普通で
あるが、本発明では理由は充分に明らかではないものの
前記再度の加熱処理の際にマトリックスピッチの実質量
の存在が影響を有する。従って場合により過剰のマトリ
ックスピッチを一部除去する様な変更は　　−可能であ
るが、ピッチ体からマトリックスピッチを実質的に除去
する様な分別操作は避けるべきである。

しかして、そのマトリックスピッチの必要な存在量は、
種々の場合で異なシ、−概に特定できないが、メソフェ
ース小球体に対して少くともθ、−２重量部、よシ好ま
しくは０．！ＸＸ郡部以上最も好ましくは／重量部以上
である。

かくして、マトリックスピッチとメソフェース不球体と
芳香族系油を含んだピッチ体は、上記再度の加熱処理、
即ち、１００〜ａＯＯ℃、好ましくは３００〜３７０℃
の温度で、０・Ｉ〜弘待時間好ましくは、ｌ−２時間熱
処理に付される。そしてその後は常法例えば熱濾過等に
よシメソカーボンマイクロビーズを分離した後キノリン
等の溶剤で洗浄する等の操作によυ本発明の多孔質メソ
カーボンマイクロビーズが得られる。

上記メソフェーズ小球体の加熱処理に使用される芳香族
系油としては、一般には沸点が７０℃〜４１Ｓ−Ｏ℃の
芳香族炭化水素又はその誘導体を挙げることができるが
、加熱処理の容易さ等も加味して、沸点が、２００℃〜
１Ｉ００℃程度の比較的重質の芳香族系油がよシ好まし
い。

具体的にはアントラセン油、クレオソート油、石油系芳
香族油等が好適に用いられるが、特にアントラセン油を
用いるのが好ましい。

なお、本発明において、前記加熱処理を実施する場合、
芳香族系油が系内に常に存在していることが重要であシ
、単なる開放加熱だと芳香族系油が蒸発飛散するので、
この加熱処理は、冷却器等による還流下または加圧下で
行なうのが好ましい。

なお、本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを分
離する際、キノリン等による溶剤分別は芳香族系油を実
質的に除去した後行なうのが好ましい。

以上の操作によって得られた本発明の多孔質メソカーボ
ンマイクロビーズは既存のメソカーボンマイクロビーズ
の比表面積が数ｄ／Ｉであるのと比較して数１００倍の
比表面積を有しておシ、各種の期待される用途に於て幅
広い適応性を有するが、例えば吸着材、クロマトグラフ
用充填材等の用途に特に適したものである。

以下、実施例によシ、本発明を更に詳しく説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り下記実施例によって限
定されるものではない。

実施例１ キノリンネ溶分を除去したコールタールピッチ／ダ、Ｏ
ｋｇ　ｔ”　”ｚ気流中でグ３０℃、７３０分間加熱処
理し、メソフェース小球体を７３重素置含有する熱処理
ピッチ！、４ｋｇを得た。

この熱処理ピッチ体は、その７重量部に対し７倍量のア
ントラセン油を加えて混合し冷却還流操作を行いつつ３
ｚθ℃で７時間加熱処理後常法により、２０θ℃で熱口
過を行ない、次いで／Ｌのキノリンで洗浄を行なった。

更に少量のアルコールで洗浄処理しキノリンこの多孔質
メンカーボンマイク日ビーズの比表面積はＢＥＴＱ着法
によってラングミュア−また得られた多孔質メソカーボ
ンマイクロビーズを走：ｆ：釜電子顕微鏡で表面を観察
した。その結果を第１図に示す。

比較例 実施例で得られた熱処理ピッチを２倍量のキイクロビー
ズを得た。このメソカーボンマイクロビーズの比表面積
はａ、ｔｗｉ／ｉであった。

またこのメソカーボンマイクロビーズの表面状態を走査
型電子顕微鏡で観察し、その結果を第一図に示す。

第２図から明らかなように得られたメソカーボンマイク
ロビーズの表面は平滑であることがわかる。

実施例コ 実施例１と同様にして、製造したよ４〜の熱処理ピッチ
に一倍量の洗浄油を加えて混合し、３コＯ℃、１時間、
−〜／−Ｎ２　加圧下で加熱処理後、１００℃で熱ろ過
を行ない、次いでｌｔのキノリンで洗浄を行った。

更に少量のアルコールで洗浄処理しキノリンを完全に除
去して、本発明の多孔質メソカーボンマイクロビーズを
０７Ｋｇ得た。

得られた多孔質メソカーボンマイクロビーズを走査凰電
子顕鏡で表面観察した。その結果を第１図に示す。

子顕微鏡写真であ）、第一図は比較例で得られた従来の
メソカーボンマイクロビーズの粒子構造を示す電子顕微
鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）比表面積が１０ｍ＾２／ｇ以上であることを特徴
   とする多孔質メソカーボンマイクロビーズ（２）前記比
   表面積が１００ｍ＾２／ｇ以上であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の多孔質メソカーボンマ
   イクロビーズ （３）前記比表面積が２００〜７００ｍ＾２／ｇである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の多孔
   質メソカーボンマイクロビーズ （４）ピッチ類を加熱処理することによりマトリックス
   ピッチ中にメソフェース小球体を含有するピッチ体を形
   成し、該ピッチ体に芳香族系油を添加混合し、マトリッ
   クスピッチとメソフェース小球体を分別することなく該
   ピッチ体を１００〜４００℃で加熱処理した後、メソフ
   ェース小球体を分離することを特徴とする比表面積が１
   ０ｍ＾２／ｇ以上である多孔質メソカーボンマイクロビ
   ーズの製造方法。