JPS62152534A - 吸着回収用ピツチ系活性炭素繊維 - Google Patents
吸着回収用ピツチ系活性炭素繊維Info
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- JPS62152534A JPS62152534A JP60292080A JP29208085A JPS62152534A JP S62152534 A JPS62152534 A JP S62152534A JP 60292080 A JP60292080 A JP 60292080A JP 29208085 A JP29208085 A JP 29208085A JP S62152534 A JPS62152534 A JP S62152534A
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- acf
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Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、特定性質を有する吸着回収用ピッチ系活性炭
素繊維に関するものである。本発明の活性炭素繊維(以
下ACFと略記〉は、特に低分子量有機溶剤の吸着回収
の分野にすぐれた従来、ACFの原料としては、再生セ
ルロース繊維、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール
繊維などが使用されたきた。これらを原料としたACF
は、浄水や空気清浄あるいは有機溶剤の回収など近年各
分野で広く活用されてきている。
素繊維に関するものである。本発明の活性炭素繊維(以
下ACFと略記〉は、特に低分子量有機溶剤の吸着回収
の分野にすぐれた従来、ACFの原料としては、再生セ
ルロース繊維、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール
繊維などが使用されたきた。これらを原料としたACF
は、浄水や空気清浄あるいは有機溶剤の回収など近年各
分野で広く活用されてきている。
一般に、ACFにおいては、比表面積(以下SAと略記
)と細孔容稙の両者間には相関性が見られ、SAが大き
くなるにつれて細孔容積も増加する。この際上記3種の
繊維を原料としたACFの場合、A、CFを形成してい
る細孔の直径の分布は、SAが1000m ’ /(J
以下のときは、細孔直径10〜25人に大部分の細孔が
集中する。
)と細孔容稙の両者間には相関性が見られ、SAが大き
くなるにつれて細孔容積も増加する。この際上記3種の
繊維を原料としたACFの場合、A、CFを形成してい
る細孔の直径の分布は、SAが1000m ’ /(J
以下のときは、細孔直径10〜25人に大部分の細孔が
集中する。
しかしながら、SAの増加とともに細孔径分布は細孔直
径の大きな方(@孔直径25Å以上)へと移動していく
(川向がある。例えば、ポリアクリロニトリルを原料と
するACFの場合、SAが1000m ’ /g以下で
は、細孔直径15〜20人に鋭いピークを持ち、25A
以上にはほとlυど細孔は存在しない。ところが、3
A 1000m ’ lrJ付近を境として細孔径分布
は急激な変化を見せ、A相孔径側にシフトし、S A
1500m ’ 7gを越すと、細孔径分布は細孔直径
20〜100人まで非常に広範囲な分布を示す。ここで
ベンゼン吸着を例(ことってみると、ポリアクリロニト
リルを原料とするACFの場合、SAが1000m ’
/lJ以下ではベンゼン吸着量はACFのSAに対し
はっきりとした比例関係を示す(第1図破線参照)。し
かしながら、ACFの細孔径分布が細孔直径25Å以上
の側へとシフトし始めるS A 1000m’/Q付近
からベンゼンの吸Wffiはこの比例関係の下側にズレ
始め、このズレはSAが増加するほど拡がってくる(第
1図実線参照)。
径の大きな方(@孔直径25Å以上)へと移動していく
(川向がある。例えば、ポリアクリロニトリルを原料と
するACFの場合、SAが1000m ’ /g以下で
は、細孔直径15〜20人に鋭いピークを持ち、25A
以上にはほとlυど細孔は存在しない。ところが、3
A 1000m ’ lrJ付近を境として細孔径分布
は急激な変化を見せ、A相孔径側にシフトし、S A
1500m ’ 7gを越すと、細孔径分布は細孔直径
20〜100人まで非常に広範囲な分布を示す。ここで
ベンゼン吸着を例(ことってみると、ポリアクリロニト
リルを原料とするACFの場合、SAが1000m ’
/lJ以下ではベンゼン吸着量はACFのSAに対し
はっきりとした比例関係を示す(第1図破線参照)。し
かしながら、ACFの細孔径分布が細孔直径25Å以上
の側へとシフトし始めるS A 1000m’/Q付近
からベンゼンの吸Wffiはこの比例関係の下側にズレ
始め、このズレはSAが増加するほど拡がってくる(第
1図実線参照)。
この傾向はベンゼンだけに限らず他の有機溶剤の多くに
も見られる。このような吸着量のズレは、ACFを構成
している細孔の大きさに起因していると考えられる。す
なわち、細孔直径が25Å以上まで細孔が拡大すると、
吸着した低分子間物質の細孔内での保持性が低下し始め
、その結果、ACFのSA値から期待されるほどの吸着
量を示さなくなると考えられるからである。
も見られる。このような吸着量のズレは、ACFを構成
している細孔の大きさに起因していると考えられる。す
なわち、細孔直径が25Å以上まで細孔が拡大すると、
吸着した低分子間物質の細孔内での保持性が低下し始め
、その結果、ACFのSA値から期待されるほどの吸着
量を示さなくなると考えられるからである。
この他に、ACFの親水性、疎水性の度合が有機溶剤の
吸着回収には大ぎな要因となる。ずなわら、通常へ〇F
を使用した有機溶剤の吸着回収では、ACFの再生工程
としてスチームによる脱着再生を伴うことが多い。この
場合親水性の高いACFを用いるとスチーム再生後にA
CF中に水分が残り易く、この残留水分のためにACF
の吸着能力が低下する傾向がある。我々は種々検討した
結果、ACFの親水性、疎水性を知る目安として、相対
湿度(RHと略記)37%、25℃下での八〇Fの平衡
水分率を求めることが適当であることを見出した。すな
わら、このR837%、25℃下での平衡水分率が低い
程ACFの疎水性が高く、それゆえにスチーム■生処理
後の残留水分量が少なく、吸着能の低下が生じにくいの
である。
吸着回収には大ぎな要因となる。ずなわら、通常へ〇F
を使用した有機溶剤の吸着回収では、ACFの再生工程
としてスチームによる脱着再生を伴うことが多い。この
場合親水性の高いACFを用いるとスチーム再生後にA
CF中に水分が残り易く、この残留水分のためにACF
の吸着能力が低下する傾向がある。我々は種々検討した
結果、ACFの親水性、疎水性を知る目安として、相対
湿度(RHと略記)37%、25℃下での八〇Fの平衡
水分率を求めることが適当であることを見出した。すな
わら、このR837%、25℃下での平衡水分率が低い
程ACFの疎水性が高く、それゆえにスチーム■生処理
後の残留水分量が少なく、吸着能の低下が生じにくいの
である。
以上のことにより、特にベンゼンに代表されるような低
分子邑有機溶剤の吸着回収をより効率よく行うためには
、SAが大きく、かつACFを構成している細孔の大部
分が細孔直径25A以下に集中し、その上に疎水性の高
い(R1−137%、25℃平衡水分率が小さい)よう
な八〇Fを開発する必要があった。
分子邑有機溶剤の吸着回収をより効率よく行うためには
、SAが大きく、かつACFを構成している細孔の大部
分が細孔直径25A以下に集中し、その上に疎水性の高
い(R1−137%、25℃平衡水分率が小さい)よう
な八〇Fを開発する必要があった。
(発明の目的、構成、効果)
本発明は、上記の問題点に鑑みて、これを解決すべくな
されたものである。
されたものである。
本発明は、B E T比表面積1500〜3500mフ
/9、細孔容積0.70〜2.1CC/g、平均細孔直
径18〜24人を有し、細孔直径10〜25Aの細孔の
容積用がACFの全細孔容積の95%以上を占め、かつ
、かつPH37%、25℃下での平衡水分率が3o〜5
.0%である吸着回収用ビッヂ系ACFである。
/9、細孔容積0.70〜2.1CC/g、平均細孔直
径18〜24人を有し、細孔直径10〜25Aの細孔の
容積用がACFの全細孔容積の95%以上を占め、かつ
、かつPH37%、25℃下での平衡水分率が3o〜5
.0%である吸着回収用ビッヂ系ACFである。
本発明でいうBET比表面積は、相対圧0.3にJ′3
ける窒素ガスの吸III′1四からBETI点法により
測定した値であり、細孔容積も相対圧0.96にJ5け
る窒素ガスの気体吸着法により測定した値である。また
、平均細孔直径は細孔の形が円筒形であると仮定し、B
ET比表面積と細孔容積の値から次式に、よって算出し
たものである。
ける窒素ガスの吸III′1四からBETI点法により
測定した値であり、細孔容積も相対圧0.96にJ5け
る窒素ガスの気体吸着法により測定した値である。また
、平均細孔直径は細孔の形が円筒形であると仮定し、B
ET比表面積と細孔容積の値から次式に、よって算出し
たものである。
dp= 40000Vl) /S
ここで dp:平均細孔直径(入)
vp :細孔容量 (CC/g)
S : BET比表面積(m ’ /(+ )細孔径分
布は、カウンタソーブ(米国Qua−ntachrom
e社製)測定器を使用し、窒素ガスの吸着、脱着等濃縮
から求めた。
布は、カウンタソーブ(米国Qua−ntachrom
e社製)測定器を使用し、窒素ガスの吸着、脱着等濃縮
から求めた。
本発明におけるACFは、ピッチを原オ′31とし、耐
炎化〈不溶融化)、炭素化、賦活化の3工程を経て1q
られる。すなわら、本発明のACFは、原料としてピッ
チを用い、溶融紡糸されたピッチ繊維を空気中で200
〜450’Cで数時間加熱し、耐炎化(不溶融化)処理
を行って得られる。この場合、楳帷中の酸素含有量が5
〜8%になるようにWl?、加熱時間を調節するのがよ
い。この酸素含有量が5%未満になった場合、続く炭素
化工程において炭素化が進み過ぎ、そのため、それに続
く賦活工程での賦活がむずかしくなる。
炎化〈不溶融化)、炭素化、賦活化の3工程を経て1q
られる。すなわら、本発明のACFは、原料としてピッ
チを用い、溶融紡糸されたピッチ繊維を空気中で200
〜450’Cで数時間加熱し、耐炎化(不溶融化)処理
を行って得られる。この場合、楳帷中の酸素含有量が5
〜8%になるようにWl?、加熱時間を調節するのがよ
い。この酸素含有量が5%未満になった場合、続く炭素
化工程において炭素化が進み過ぎ、そのため、それに続
く賦活工程での賦活がむずかしくなる。
また、酸素含@量が8%超の場合、続く炭素化工程後に
1m’ 7g以上のS△を有するようになり、その結果
賦活時にACFの細孔の過瓜の拡大現象が生じ好ましく
ない。
1m’ 7g以上のS△を有するようになり、その結果
賦活時にACFの細孔の過瓜の拡大現象が生じ好ましく
ない。
次に、この耐炎化(不溶融化)繊維を窒素ガス等の不活
性ガス中で炭素化させる。これは、不活性ガス(窒素ガ
ス等)中、温度600〜1200℃で数分〜数時間加熱
処理仕しめることによってなされる。このようにして炭
素含有率85〜95%、比表面積11I12/g以下の
炭素化繊維を(qる。
性ガス中で炭素化させる。これは、不活性ガス(窒素ガ
ス等)中、温度600〜1200℃で数分〜数時間加熱
処理仕しめることによってなされる。このようにして炭
素含有率85〜95%、比表面積11I12/g以下の
炭素化繊維を(qる。
この炭素化m紺の炭素含有率が85%未満の場合、続く
賦活化での収率が低下するとともに賦活斑が大きくなる
。また、炭素含有率が95%超の場合は、賦活工程での
賦活化速度の低下が著しく。
賦活化での収率が低下するとともに賦活斑が大きくなる
。また、炭素含有率が95%超の場合は、賦活工程での
賦活化速度の低下が著しく。
いずれも好ましくない。
最後に、上記の炭素化繊維をスチームと炭酸ガスを中心
とした活性ガス中で賦活し繊維に活性を持たせる。この
賦活化処理は、スチームと炭酸ガスを中心とした活性ガ
ス中、賦活温度800〜1100℃で数分〜数時間行え
ばよい。
とした活性ガス中で賦活し繊維に活性を持たせる。この
賦活化処理は、スチームと炭酸ガスを中心とした活性ガ
ス中、賦活温度800〜1100℃で数分〜数時間行え
ばよい。
以、Fのようにして本発明の目的とするACFを得るこ
とができる。
とができる。
(実施例及び比較例)
実施例1
ビッヂを溶融紡糸して得られた繊維を空気中で以下のよ
うに3段階に異なる温度で加熱処理し、酸素含有量7.
4%の繊維を15) k 。
うに3段階に異なる温度で加熱処理し、酸素含有量7.
4%の繊維を15) k 。
(200°CX 1時間) + (240°CX
1時間〕+〔270℃× 1時間〕 次に、上記繊維を窒素気流中、1000℃で15分間加
熱処理した。この結果得られた炭素化繊維は炭素含有量
91.5%、比表面積0.1m ’ /IJであった。
1時間〕+〔270℃× 1時間〕 次に、上記繊維を窒素気流中、1000℃で15分間加
熱処理した。この結果得られた炭素化繊維は炭素含有量
91.5%、比表面積0.1m ’ /IJであった。
次に、上記炭素化繊維をスチーム気流中、渇11i 9
00℃で、015分間、020分間、025分間それぞ
れ賦活化した。このようにして1qられた八〇Fの性能
を第1表に示す。
00℃で、015分間、020分間、025分間それぞ
れ賦活化した。このようにして1qられた八〇Fの性能
を第1表に示す。
第 1 表
(注) No、Φ〜■の本発明例はいずれも細孔直径
25A以下の細孔の占める容積がACFの全細孔容積に
対して95%以上であった。
25A以下の細孔の占める容積がACFの全細孔容積に
対して95%以上であった。
比較のため、実施例1で得た本発明のピッチ系へCF3
種とは別に、公知の方法に従ってポリアクリロニトリル
を原料とした5種のポリアクリロニトリル系ACF (
第2表4〜8)を10だ。
種とは別に、公知の方法に従ってポリアクリロニトリル
を原料とした5種のポリアクリロニトリル系ACF (
第2表4〜8)を10だ。
これらの物性を第2表に示す。
第 2 表
(注) No、4〜8は比較例である。
第1表及び第2表の8種のACFの乾燥状態におけるベ
ンゼン吸着量を測定した。その結果を第3表と第2図に
示す。また、これら8種の八〇Fについて、110℃で
スチーム再生を繰り返した場合のベンゼン吸@吊及びR
H37%、25℃下での平衡水分率も第3表にlJt
Vて示す。
ンゼン吸着量を測定した。その結果を第3表と第2図に
示す。また、これら8種の八〇Fについて、110℃で
スチーム再生を繰り返した場合のベンゼン吸@吊及びR
H37%、25℃下での平衡水分率も第3表にlJt
Vて示す。
第2図より明らかなように本発明のピッチ系ACF (
第3表4〜8)は、SAと乾燥状態のベンゼン吸着h)
に比例関係が見られた。これに対し、ポリアクリロニト
リルを原料とした八CF(第3表4〜8)では、乾燥状
態のベンゼン吸着量はS A 1000m ’ /9付
近を境に本発明品との吸着量の差が拡がる傾向が見られ
た。また、第3表に示したように、R837%、25℃
下での平衡水分率は、本発明品では全体に低い値を示し
、スチーム再生を繰り返したときのベンビ吸着量闇も乾
燥状態の吸着量に比べ、ポリアクリロニトリル系ACF
のような極端な低下は見られなかった。
第3表4〜8)は、SAと乾燥状態のベンゼン吸着h)
に比例関係が見られた。これに対し、ポリアクリロニト
リルを原料とした八CF(第3表4〜8)では、乾燥状
態のベンゼン吸着量はS A 1000m ’ /9付
近を境に本発明品との吸着量の差が拡がる傾向が見られ
た。また、第3表に示したように、R837%、25℃
下での平衡水分率は、本発明品では全体に低い値を示し
、スチーム再生を繰り返したときのベンビ吸着量闇も乾
燥状態の吸着量に比べ、ポリアクリロニトリル系ACF
のような極端な低下は見られなかった。
以上説明したように、本発明のACFはベンゼンに代表
される低分子巳有機溶剤の吸着に対して、乾燥状態ある
いはスチーム再生後のいずれの場合も従来の八〇Fに比
べてすぐれた吸着性能を示した。すなわち、本発明のA
CFは低分子用有機溶剤の吸着回収の効率の向上に大き
く貢献するものである。
される低分子巳有機溶剤の吸着に対して、乾燥状態ある
いはスチーム再生後のいずれの場合も従来の八〇Fに比
べてすぐれた吸着性能を示した。すなわち、本発明のA
CFは低分子用有機溶剤の吸着回収の効率の向上に大き
く貢献するものである。
第1図はACF一般についてベンゼン吸着m(%)と比
表面!a(m ’ /g)との相関関係を第2図は本発
明の八〇Fの場合と比較例のAC「の場合とについてベ
ンゼン吸着51(%)と比表面積(+n ’ /g>と
の相関関係を示す。
表面!a(m ’ /g)との相関関係を第2図は本発
明の八〇Fの場合と比較例のAC「の場合とについてベ
ンゼン吸着51(%)と比表面積(+n ’ /g>と
の相関関係を示す。
Claims (1)
- BET比表面積1500〜3500m^2/g、細孔容
積0.70〜2.10cc/g、平均細孔直径18〜2
4Åを有し、細孔直径10〜25Åの細孔の容積和が活
性炭素繊維の全細孔容積の95%以上を占め、かつ、相
対湿度37%、25℃下での平衡水分率が1.0〜5.
0%である吸着回収用ピッチ系活性炭素繊維。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60292080A JPS62152534A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 吸着回収用ピツチ系活性炭素繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60292080A JPS62152534A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 吸着回収用ピツチ系活性炭素繊維 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62152534A true JPS62152534A (ja) | 1987-07-07 |
JPH043257B2 JPH043257B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=17777278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60292080A Granted JPS62152534A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 吸着回収用ピツチ系活性炭素繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62152534A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02261539A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Kobe Steel Ltd | 有機溶剤回収用吸着材 |
US5230960A (en) * | 1990-01-12 | 1993-07-27 | Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd. | Activated carbon fiber structure and process for producing the same |
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