JPS62297266A - 高表面積および高圧縮強度の活性炭−炭素複合材 - 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】 ３、発明の詳細な説明 本発皿■丘且 本発明は、多くの口過用途に必要な高い表面積を持つが
、構造形においては例外的に高い圧縮強度を有する新し
いタイプの活性炭に関する。

広範囲のタイプの活性炭に関し、多年にわたって膨大な
量の文献が生まれている。活性炭は広範囲の応用に、例
えば気体および液体媒体中における口過（気体９粒子、
液滴）、精製、交換等に用途がある。例えば、米国特許
第４，３９７，９０７　；　　４゜３６２．６４６　　
；　　３，３２２，４８９；　　３，７６９，１４４；
　　４．３４２，５７４ｉ４．４４４，５７４　　；　
　３，８７１，８４１；　　４，１６７．４８２；　　
３，９８６゜８３５　　；　　４，３５０，６７２　　
；　　３．６７１．３８５；　　４，２８５，８３）参
照。これらの応用の大部分において、活性炭は吸着／吸
収効果を最大にするため、高い表面積、例えば３００〜
２０００ｍ／ｇを持っている。増加した表面積を得るた
めの多数の方法が知られている。例えば米国特許４，３
６２，６４６　（特にカラム７および８）および４，２
８５．８３）　（特にカラム５〜７）を見よ。多（の場
合、活性炭材料は、例えば織布もしくは不織布、フェル
ト、粉末、顆粒、しばしば多孔質基体中にサンドインチ
された等の形である場合非常に低い圧縮強度を持つ。こ
れは多くの環境において、例えばある種の圧力低下が発
生する場合（爆発、激しい気象条件（台風その他）等）
において著しい問題を課す。さらに活性炭のこの特徴は
包装、消費材料の交換等において問題を堤供する。

これらの慣用の口過システムの分子吸着能力は、主とし
て炭素単位容積当たりの全表面積によって決定される。

この表面積を最大にするため、粒径、充填密度および構
造が慣例的に変えられる。しかしながら、粉末充填の本
質的性格のため、表面積の増大は増加した空気通過抵抗
を通常招く。それ故、十分に低い空気通過抵抗を維持し
つつ、表面積を増加することができるレヘルには自から
制限が存在する。

他方、粒子口過用途、例えば核汚染物質または化学的に
有毒な分子に対しては、例外的に高い圧縮強度の炭素材
料が知られている。これらは炭素で結合した炭素繊維複
合材、セラミックで結合したセラミック繊維複合材また
は炭素で結合したセラミック繊維複合材である。このよ
うな材料においては、典型的な目的は、高い空隙率、低
い空気通過抵抗、低いガス放出、そして良好な熱絶縁性
と組合わせた高圧縮強度である。しかしながら、粒子口
過がそのような複合材の主な用途であるため、含まれる
低い表面積（典型的には比表面積１ｍ２／ｇ以下）は許
容し得る。そのような複合材の製造および特性の完全な
議論については、例えば米国特許４，５００．３２８；
　　４．３９１，８７３；　　４，１５２．４８２およ
びレイノルズら、ユニオンカーバイトニュクリアディビ
ジョン、非公式レポートＮ［ｌ　Ｙ／ＤＡ−６９２５（
１９７６年１０月）の“低密度炭素繊維複合材”参照。

これらの開示全体を参照としてここに取り入れる。

これまで、これら炭素結合複合材料が表面積を増加させ
るための炭素活性化条件へ曝されることができることは
決して示唆されたことはなく、さらにもっと確かなこと
は、そのような材料がそれらの圧縮強度および低空気通
過抵抗を維持しながら活性化処理へ成功して曝すことが
できるとの示唆は全くなかった。炭素複合材が活性炭と
して必要な特性を得ることを許容するのに必要な表面積
増加を得るために必要な、著しい量の炭素質材料の損失
は、該複合材料の構造一体性に著しい劣化効果を有し、
それによってその圧縮強度を低下させ、および／または
そのような構造変化によって空気通過抵抗を増加させる
ことが予期されるであろう。

例えば米国特許４，３５０．６７２号カラム１には、炭
素−炭素複合材において基本的処理条件および構造の試
みられた変更において、バインダー中のストレスおよび
／またはクランクの発生とそしてマトリックス中の繊維
間の結合の潜在的弱化が報告されている。これら先行技
術の困難性は、これまでそのような複合材は広範囲の用
途に使用されなかった事実に貢献する。

木発皿少虱嬰 本発明の目的は、高い表面積と高い圧縮強度の両方を持
つ炭素質材料を提供することである。

本発明の他の一目的は、前述した炭素結合材の基本構造
を有するそのような材料を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、それによって活性炭の有利
な形状が提供されるそのような複合材の製造方法を提供
することである。

本発明の他の目的は、本発明の独特の活性炭が慣用の活
性炭を置換した、活性炭を使用する対応する口過、精製
、交換方法等を提供することである。

本明細書をさらに検討する時、本発明のなお他の目的お
よび利益が当業者に明らかになるであろう。

これらの目的は、先行技術の炭素複合材をその製造中活
性化処理へ曝すときは、高い圧縮強度を維持しながら表
面積の必要な増加を達成するとの驚くべき知見を基にし
て達成された。

本発明の一面において、ｌＯまたは１００または２００
または３００または４００または５００または６００ま
たは７００または８００または９００または１０００ｍ
２／ｇより大きい表面積と、約８０．９０，１１０，１
２０，１３０，１４０゜１５０．１６０ｐｓｉまたはそ
れ以上の圧縮強度を有する炭素結合炭素繊維が提供され
る。

本発明の他の面においては、活性炭成分を含む口過また
は精製装置において、該活性炭成分が本発明のものであ
る改良が提供される。

本発明のなお他の面においては、流体を活性炭を通させ
ることによって流体を口過または精製する方法において
、該活性炭が本発明のもである改良が提供される。

本発明のさらに他の面においては、炭素繊維および／ま
たは炭素結合材を、好ましくは該繊維に関して、それを
炭素結合材によって結合する前に、表面活性化処理へ曝
すことよりなる、高い圧縮強度を維持しつつ炭素結合炭
素繊維複合材の表面積を増加させる方法が提供される。

韮皿星開盈 前述したおよび後述する参考文献のすべてが、本発明に
通用できる先行技術特徴のそれらの開示のために、例え
ば本発明の炭素繊維および／または結合材を提供するよ
うに炭化することができる°　有機繊維および／または
樹脂の本質、本発明の活性炭複合材が使用し得る種々の
用途、例えばこの点に関し上で引用した四参考文献で論
じているような炭素結合炭素繊維複合材製造の種々の詳
細等のために、ここに参照として取り入れる。

基本的には、本発明の炭素結合炭素繊維複合材の製造法
は、炭素繊維および／または炭素結合材。

好ましくは両者に対する表面活性化処理の供与を除き、
これら四参考文献に詳細に開示されたものと同じである
。

複合材製造のための先行技術の方法は、＋１１バツチを
周製、（２）成形、および（３）熱処理、の三工程より
本質的になる。バッチｖＩＡ製は、（ａ）繊維の炭化お
よびチョッピングと、（ｂｌ水スラリー中の固体の非常
に希薄な均質分散液へ繊維およびフェノール樹脂を混合
することを含む。真空口過が固体を所望形状のマンドレ
ル上に抄造または成形するために使用される。最後に、
低温（ゲル化および乾燥）および高温（熱分解）作業を
含む熱処理作業が炭素で結合した繊維状構造を得るため
に実施され、該製品は任意の所望寸法へ機械加工するこ
とができる。これら工程のすべての詳細は、取り入れた
先行技術の記載と本質的に変りない。

最大の吸着性のための炭素繊維の製造は、例えば以下の
ように実施し得る。前駆体（直径１０〜１２ミクロン）
繊維（レーヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ等）が
慣用の長さ、例えば０．０ＩＯないし０．０３０インチ
に切断され、次に不活性雰囲気中で８００ないし９００
℃へ曝される。得られ炭素繊維は、熱分解作業中−所に
固まりまたは結合した繊維の分離のため、典型的にはウ
ィリーミルを通して真空吸引される。レーヨンが一般に
好ましいが、しかし任意の炭化し得る繊維が使用できる
。典型的には、酸化困難な繊維は、もっと容易に酸化さ
れる繊維よりも好ましくなく、例えばポリアクリロニト
リルはピンチ繊維よりも典型的に酸化困難である。

得られた炭化繊維は次に、Ｃ０２，水蒸気、酸素。

空気等の酸化性雰囲気へ、任意に良好なシステム制御を
確実にするためアルゴン、窒素等のようなキャリヤガス
の存在下（例えば酸化性ガス、好ましくはＣ０２）の１
〜１０モル％以上）、好ましくはアルゴン中において、
上昇温度において、例えば５００〜１０００℃、典型的
には５００〜８５０℃または６００〜８００℃または７
５０〜８００℃において、０．２５〜４時間、好ましく
は約１〜３時間、特に約３時間曝される。一定の表面積
を得るために要する時間は、勿論雰囲気の酸化性の強さ
、例えばＣＯ２のパーセントに反比例し、最大時間は炭
素を破壊または傷害することを避ける必要性によって決
定される。これらの表面活性化条件は臨界的ではなく、
例えばここに提供されたガイドラインによって修正され
たような、米国特許第４，３６２，６４６および４，２
８５，８３）　（これらの開示を全体としてここに参照
として取り入れる）で論じている慣用の配慮を使用して
、所望の表面積を最適化および／または最大化するため
に日常的に修正することができる。しかしながら、激し
過ぎる条件へおよび／または長過ぎる時間の曝露は、例
証のための後出の比較例ＡおよびＢに示すように、繊維
を破壊し得る。これらのテストにおいて、反応は反応熱
が増大するにつれ最後に制御不能となった。さらに、熱
分解工程（繊維および／または樹脂）と酸化工程を一作
業に結合し、それによってそれらを同時に実施すること
が可能である。

熱分解工程自体におけるように、繊維および樹脂の酸化
に対する抵抗の増加を避けるため、例えば最高約８００
〜９００℃の温度を使用するように、熱分解温度を１１
００〜１３００℃以下に維持することが好ましい。

フェノール樹脂は慣用の炭素繊維複合材製造に用いられ
る主たるバインダーであり、かつデンプンおよび他のバ
インダーより好ましい。複合材製造のために特に魅力的
とするフェノール樹脂の特性は、（１）繊維質構造中に
良好な分散を得るために十分に細かいがしかし結合する
には、または真空口過作業を阻止するには小さ過ぎない
、約１０μｍの粒径、（２）水不溶性、（３）効果的な
結合を形成する流動溶融および濡れ性、（４）隣接する
表面へ移動せずに低い熱硬化またはキュア温度、および
（５）熱分解時の高い炭素収率（５０〜５５ｗｔ％）を
含む。

複合材は、少量の炭素バインダー（約３　ｖｏ１％）に
より高度に多孔質構造（約８５ｖｏ１％空隙率）に相互
に結合した配向した炭素繊維（典型的には約１２ｖｏ１
％）よりなる。（前の参考文献を見よ）好ましい繊維配
向は真空成形プロセスの結果であり、そこでは加えられ
た真空力に対し直角な平面にランダムに整列しようとす
る。このプロセスは異なる繊維配向を持った複合材を製
造するために使用することができ、そしてすべて本発明
の範囲内に含まれる。

炭素繊維と不溶性フェノール樹脂とを含む水スラリーが
調製され、そして典型的には約３０分間機械的かきまぜ
にかけられる。この作業は繊維集合体の付加的な分離を
提供し、そして液体内に固体の均質な分散を与える。混
合中スラリーの再循環が遠心ポンプによって実施され、
それはスラリータンクの底から液体を吸引し、そしてそ
れをタンクの頂部へ返還する。この作用は、混合中タン
クの底へ固体の沈降を最小にすることを助ける。

水スラリーは繊維の分離を促進し、そして混合作業中固
体の均質な分散を得ることを可能とするために、低い固
体濃度に調製される。一般に、スラリーの全固形分（繊
維および樹脂）は１重量％をこえない。典型的な処方は
、繊維約０．３５重量％と、フェノール樹脂的０．３５
重量％と、そして口過したプロセス本釣９９．３重量％
とよりなるであろう。

成形作業は以下の作業、（１）成形容器に水を充填し、
（２）スラリーの成形容器中へのボンピングを開始し、
同時に孔あきマンドレル内部へ真空（約２６インチＨｇ
）を適用し、（３）スラリータンクが空になるまで成形
容器中へスラリー供給をＩ！続し、そして常時スラリー
のヘッドを孔あきマンドレルの頂部より上へ維持し、（
４）成形品内の所望残留水含量に達するまで固体のすべ
てがマンドレル上に沈着した後真空ポンピングを継続す
ることを含む。

一般に、１／１６または１／８インチの孔直径を有する
孔あきマンドレルが口過時固体の沈着のだめの基体とし
て使用される。任意の所望のフィルターまたは他の形状
の、例えば平坦な、円筒形、円板、円錐、円錐台等のた
めのマンドレルが孔あき金属板から容易に製作できる。

口過中繊維およびバインダーがマンドレルを通って引か
れるのを防止するため、マンドレルは多孔質布またはフ
ェルト材料でカバーされる。種々の綿布、およびｌ／４
インチまでの厚みのレーヨンまたはカーボンフェルトを
この目的に使用することができる。

抄造作業のために別の容器の使用が以下の理由で好まし
い。（１）成形容器中の固体の沈降が孔あきマンドレル
の寸法に関連して該容器をできるだけ小さくすることに
より最小にすることができ、そして（２）スラリーのか
きまぜおよび再循環がタンク内で継続でき、それによっ
て成形容器への均質な材料供給が維持される。

親水時間によって制御される成形した材料中の残留含水
量は重要な変数である。過剰な含水量は、収縮効果とそ
してバインダの部分表面への付加的移動とにより、後の
硬化および乾燥作業の間剥離（層間分離）が発生する傾
向を増大させるであろう。これらの理由のため、成形品
の脱水は約１対１の水対固体重量比を与えるように制御
される。

成形作業のために要する総時間は一般に５〜１５分の範
囲にあり、そして主としてシステムの真空能力、成形品
の厚み、および処方物中の固体のタイプおよび割合に依
存する。

真空成形に続くプロセス作業は、半硬質の炭素で結合し
た繊維質構造を実現するために実施される。該作業は硬
化（フェノール樹脂の流動および硬化）と、熱分解（フ
ェノール樹脂の熱分解）とを含む。成形したパーツは、
形状のゆがみを防止するため、厚みに応じて２〜４時間
９０〜１３０℃において硬化しながら、一般に孔あきマ
ンドレル上に放置される。硬化１１ｔｊｉ維はよく結合
され、成形物は成形マンドレルから除去することができ
る。

炭素の結合を得るためのフェノール樹脂の熱分解は、成
形物を不活性雰囲気内で６００〜９００℃へ加熱するこ
とによって実施される。炭素繊維は前もって６００〜９
００℃へ熱処理されているので、熱分解中の収縮は低く
、一般に１〜２％のオーダーである。

これらの慣用の面（前述した四参考文献を見よ）の後、
複合材は、任意にしかし好ましくは、前に論じた条件下
で表面活性化処理へ再び曝される。

これは熱分解された樹脂の表面積を増加させ、それによ
り複合材の全表面積を増し、該樹脂は通常全体の約１２
．５〜２０％、一般に約１５ｗＬ％を占める。

以上を通じ、好ましい炭素結合炭素繊維の均等物は公知
の炭素結合セラミック繊維複合材である。

しかしながら、後者の総表面積は、含まれる少量の樹脂
によって炭素成分が貢献されるだけであるので、そのよ
うな高レベルを得ることができない。

本発明の独特な複合材の増大した表面積のため、後者は
活性炭の慣用の用途の実質上すべてにおいてその代替品
として使用するために高度に有益である。該複合材はな
おそれらがこれまで有利であった応用に対して、例えば
核汚染された粒子および／またはガスの口過のために高
度に有用である。

しかしながら、著しく増大した表面積のため、それらは
今や核汚染されたガスおよび化学的に有毒なガスおよび
粒子を含むガスを非常に効率的に口過ずるためにも使用
することができる。それ故それらは、化学的に有毒なガ
ス剤（例えば神経ガス）放射性ガス、汚染粒子に対する
保護が含まれる、多種類の軍事用途および産業用途に特
に有用であろう。さらに、それらは例えば化学戦争用途
におけるように著しい圧力曝露があり得る環境条件にお
いても、爆発があり得る場合、例えばトルネート、ハリ
ケーン等の激しい気象条件が発生し得る場合にもそのよ
うな目的のために機能することができる。有意な圧縮強
度を欠いているこれまで入手可能な活性炭フィルターは
そのような状況では耐えることは不可能であった。他方
本発明の強い複合材は、例えば１００　ｐｓｉを超える
それらの圧縮強度のため、そのような激動条件に容易に
耐えることができる。

勿論、本発明の新規な複合材は、水の口過／精製を含む
、これまで活性炭／木炭フィルターが用いられて来たも
っと慣用的な日常的な用途にも使用することができ、そ
の場合には本発明の複合材は必要な流体流を提供するの
に適当な小さい厚みへ機械加工されるであろう。例えば
該複合材は０゜１インチ以下の厚みへ容易に機械加工し
得る。それらはまた慣用の固定式または特に移動式家庭
用または他のビルディング空気フィルターユニットに有
用である。そのような用途における主要な利益は、先行
技術のむさくるしいそして不便な粒状カーボンフィルタ
ーと異なって、本発明の複合材はＬｎ純な機械的操作に
よって日常的に交換し得ることである。

さらに、勿論それらは前に論じた望ましくないガス状お
よび／または粒状物質の大気への放散を防止するために
、閉鎖系に用いることができる。

同様に望むならば、交換する代わりに、フィルターは先
行技術用途に記載されているように日常的に再生するこ
とができる。しかしながら、複合材は非常に安価である
ため、それらを交換することが一般に好ましいであろう
。本発明の複合材の他の有意な利点は、それらは非常に
低い粉塵特性を持つという事実から得られる。例えば慣
用の振動テストへかける時、慣用の活性炭／木炭より著
しい低い粉塵化が発生する。テストは、それらは宇宙用
途のための低温ヘリウム魔法びんに使用できることを示
した。

これらすべの用途において、複合材を無数の幾何学的形
状および寸法に成形／機械加工し得る可能性は、典型的
には充填したベッドに形成される通常の活性炭／木炭シ
ステムを上進る主要な利点である。この面の結果、前に
述べた充填現象は存在せず、そして本発明の複合材は増
加した表面積にもかかわらずそれらの低い空気通過抵抗
を維持する。例えば約０．６インチのオーダーの厚みと
そして約０．２ｇ／ｃｃの密度を有する複合材は、１．
０ｐｓｉ以下の△Ｐにおいて約１０〜２０１７分のオー
ダーの空気流量が観察された。先行技術の活性炭もその
ような空気通過抵抗を達成し得るけれども、先行技術シ
ステムのかさ密度は本発明のそれよりも遥かに低い。そ
の結果、単位体積でいえば、本発明によって遥かに高い
吸収性が得られる。

一般に、本発明の範囲を限定する意図ではないが、典型
的な性質を述べることができる。例えば０．３ないし０
．０５〜０．１　ｇ／ｃｃの密度（主として繊維寸法に
よって変わる）を持つ先行技術非酸化複合材については
、酸化後密度は典型的には約３０％低下し、例えば最終
表面積約８００％／ｇにおいては、０．３ｇ／ｃｃの出
発密度は約０．２〜０．２４　ｇ　／　ｃｃになるであ
ろう。同じ出発複合材は、約１５０　ｐｓｉ　（０，３
ｇ　／ｃｃ密度）ないし約２５〜４０ｐｓｉ　　（前記
の低密度品）の圧縮強度を持ち、酸化物は約２０〜３０
％低い値を持つであろう。出発空隙率（８０〜９０％）
は約３〜５％増加するであろう。

全体として、本発明の複合材は活性炭／木炭システムの
分野における主要な進歩を表す。

さらに考究することなく、当業者は以上の説明を利用し
て、本発明をその全範囲にわたって利用することができ
るものと信じられる。従って以下の好ましい特定具体例
は、単に例証であって、記載の残余の部分の限定ではな
いと解すべきである。

以上の説明および以下の実施例において、すべての温度
は未補正の摂氏で与えられ、すべての部およびパーセン
トは特記しない限り重量による。

実施例工ないし６ レーヨン繊維を前述したそして先に引用した文献に記載
された条件でアルゴン中８００℃において炭化した。こ
れら繊維は約１ｍ２／ｇまたはそれ以下の表面積を持っ
ていた。該繊維を以下の表に示した条件へ曝し、その時
下表に示した表面積が得られた。アルゴン／Ｃ０２流量
は約４５１の炉容積に対し１５１／分であった。

酸化条件 １１％ＣＯ２／９９％Ａｒ　　７５０　２　　１３２２
２％ＣＯ２／９８％Ａｒ　　７５０　２　　２１６３３
％ＣＯ２／９７％＾ｒ　　７５０　２　　４１２Ａ　　
　１０％ＣＯ２／９０％Ａｒ　　　７５０　　　２　　
　繊維消滅Ｂ　　　１０％ＣＯ２／９０％Ａｒ　　　７
５０　　　１　　　繊維消滅４　１０％ＣＯ２／９０％
Ａｒ　　７５０　０．５　６６７５５％ＣＯ２／９５％
＾ｒ　　７５０　３　　７００６５％ＣＯ２／９５％Ａ
ｒ　　８００　３　　８００実施例７ 実施例１〜６に従って製造され、そして表面積２１６ｍ
／ｇを有する繊維が複合材を装造するために使用された
。前述した、そして前に引用した文献に記載の完全に慣
用の操作を使用して、繊維をフェノール樹脂で結合し、
樹脂を７５０℃で３時間ｌＯＯ％アルゴン雰囲気で炭化
した。炭化前のフェノール樹脂の割合は３３％であった
。

これらの条件での炭化は、フェール樹脂成分が複合材の
総炭素含量の１５％へ貢献した複合材を得た。すなわち
、典型的なように、出発樹脂の約５０％（通常約３０〜
３３％、しかしもつと広くは典型的には約１０〜４０％
）が炭化し、残りは揮発した。炭化処理後、全体の複合
材の比表面積は１１３ｍ２／ｇであり、出発繊維のそれ
より減少した。このように製造した複合材を次に７５０
℃において２時間、２％ＣＯ２／９８％＾ｒの酸化条件
へ曝した。複合材の得られた表面積は２５０ｄ／ｇであ
り、出発繊維のそれを上廻る有意な増加であった。この
複合材は８０〜８５％の空隙率と、０．２４ｇ／ｃｃの
密度と、そして１４０ｐｓｉの圧縮強度を持っていた。

実施例８ 実施例７に記載したように、表面積６００　ｍ／ｇを持
つ出発原料繊維をフェノール樹脂と共に複合材を製造た
るために用いた。実施例７に記載した同じ条件下に、３
３％フェノール樹脂（最終総炭素含量の１５％）の複合
材が得られ、再び出発繊維のそれより低い４４８ｍ／ｇ
の表面積を持っていた。得られた複合材を、３時間を除
いて実施例と同じ酸化条件へ曝した。得られた表面積は
７００ｒｒｆ／ｇであり、再び出発原料繊維のそれを上
廻る有意な改善を示した。得られた空隙率は８５〜９０
％であり、密度はＯ，１５ｇ／ｃｃであり、圧縮強度は
９０ｐｓｉであった。

実施例９ 実施例８の高表面積複合材を１貫用の空気抵抗テストに
かけた。この材料（ＩＸＩＸｏ、６インチ）を通過する
空気流は、圧力差１ｐｓｉにおいて約２０１／分であっ
た。その０．３ミクロンジオクチルフタレート粒子に対
する口過効率は９９．９７％以上であった。

以上の実施例は、本発明の一般にまたは特定的に記載し
た反応剤および／または作業条件をもって以上の実施例
に使用されたそれらを置換することにより、同様の成功
度をもって反復することができる。

以上の説明から、当業者は本発明の本質的特徴を容易に
確かめることができ、そしてそのネｈ神および範囲を逸
脱することなく、種々の用途および条件へ適応させるた
め本発明の種々の変更および修飾をすることができる。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）約１０ｍ＾２／ｇより大きい表面積とそして約２
   ０ｐｓｉ以上の圧縮強度を有する炭素結合炭素繊維複合
   材。
2. （２）約１００ｍ＾２／ｇより大きい表面積とそして約
   １００ｐｓｉ以上の圧縮強度を有する炭素結合炭素繊維
   複合材。
3. （３）６００〜１０００ｍ＾２／ｇの表面積と約１００
   〜１４５ｐｓｉの圧縮強度を有する第１項の複合材。
4. （４）６００〜８００ｍ＾２／ｇの表面積と約１００〜
   １４０ｐｓｉの圧縮強度を有する第１項の複合材。
5. （５）炭素繊維はポリアクリロニトリル繊維、レーヨン
   繊維またはピッチ繊維の炭化によって得られる第２項の
   複合材。
6. （６）炭素繊維を結合する炭素はフェノール樹脂の炭化
   によって得られる第３項の複合材。
7. （７）炭素繊維を結合する炭素はフェノール樹脂の炭化
   によって得られる第５項の複合材。
8. （８）炭素繊維が表面活性化処理へ曝されている第２項
   の複合材。
9. （９）炭素繊維と炭素結合材の両方が表面活性化処理へ
   曝されている第２項の複合材。
10. （１０）前記処理は、該繊維をその表面積を増加させる
    のに有効な上昇温度において二酸化炭素もしくは水蒸気
    へ曝すことよりなる第８項の複合材。
11. （１１）前記処理は、該繊維および炭素結合材をその表
    面積を増加させるのに有効な上昇温度において二酸化炭
    素もしくは水蒸気へ曝すことよりなる第９項の複合材。
12. （１２）炭素繊維と炭素結合材の両方は、該繊維および
    炭素結合材をその表面を増加させるのに有効な上昇温度
    において二酸化炭素もしくは水蒸気へ曝すことよりなる
    表面活性化処理へ曝されている第１項の複合材。
13. （１３）活性炭成分を含んでいるロ過または精製装置に
    おいて、活性炭成分が第１項のものであることよりなる
    改良。
14. （１４）活性炭成分を含んでいるロ過または精製装置に
    おいて、活性炭成分が第１１項のものであることよりな
    る改良。
15. （１５）流体を活性炭成分を通過させることによる流体
    をロ過または精製する方法において、活性炭成分が第１
    項のものであることよりなる改良。
16. （１６）流体を活性炭成分を通過させることによる流体
    をロ過または精製する方法において、活性炭成分が第１
    １項のものであることよりなる改良。
17. （１７）前記活性炭成分の最初のもののロ過および精製
    能力が減少した時該最初のものを活性炭成分の他のもの
    で交換することを含む第１６項の方法。
18. （１８）高圧縮強度の炭素結合炭素繊維複合材の表面積
    を増加させる方法であって、該炭素繊維を炭素結合材に
    よって結合する前に表面活性化処理へ曝し、それによっ
    て表面積が実質的に増加され、および／または圧縮強度
    が高く保たれることを特徴とする前記方法。
19. （１９）前記炭素結合材を前記繊維の結合後に表面活性
    化処理へ曝すことを含む第１８項の方法。
20. （２０）前記処理は、該繊維および炭素結合材をその表
    面積を増加させるのに有効な上昇温度において二酸化炭
    素もしくは水蒸気へ曝すことよりなる第１９項の方法。
21. （２１）前記温度は約５００ないし約８５０℃である第
    ２０項の方法。