WO2021176929A1

WO2021176929A1 - 不要物質除去装置及び不要物質除去方法、並びに、分離装置及び分離方法

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Publication number: WO2021176929A1
Application number: PCT/JP2021/003858
Authority: WO
Inventors: 誠一郎田端; ヤンヤスパーファンデンベルク; ティムベアード
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-09-10
Also published as: CN115210189A; EP4115972A4; EP4115972A1; JPWO2021176929A1; US20230121484A1

Abstract

不要物質除去装置は、除去槽１０、除去槽１０内に配された一対の電極３１Ａ，３１Ｂ、一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０、フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、液体を流路から排出する液体排出部を備えており、一対の電極３１Ａ，３１Ｂは、櫛型電極から構成されている。

Description

不要物質除去装置及び不要物質除去方法、並びに、分離装置及び分離方法

　本開示は、除去すべき不要物質を含む液体から不要物質を除去するための不要物質除去装置及び不要物質除去方法に関し、また、分離すべき物質を含む液体から物質を分離するための分離装置及び分離方法に関する。

　除去すべき不要物質を含む液体から不要物質を除去するための除去方法の１つとして、活性炭から構成されたフィルタに除去すべき不要物質を含む液体を通過させ、不要物質を活性炭に吸着させる方法が知られている。このような方法にあっては、不要物質が吸着した活性炭を再生する必要がある。再生方法として、低酸素ガス雰囲気下での加熱再生方法があるが、活性炭の性能回復が低いといった問題がある。また、高酸素ガス雰囲気下での加熱再生方法もあるが、活性炭に含まれるマイクロ細孔が加熱再生の影響を受け、性能劣化が生じ易いといった問題がある。

　除去すべき不要物質を含む液体から不要物質を除去するための除去方法の別の方法として、フェントン試薬を用いた、以下のフェントン反応に基づく方法が知られている。尚、上付き文字の「*」はラジカルを示している。

Ｆｅ²⁺　＋　Ｈ₂Ｏ₂　→　Ｆｅ³⁺　＋　ＯＨ^*　＋　ＯＨ^-
ＯＨ^*　＋　Ｆｅ²⁺　→　ＯＨ^-　＋　Ｆｅ³⁺
Ｆｅ³⁺　＋　Ｈ₂Ｏ₂　→　Ｆｅ－ＯＯＨ²⁺　＋　Ｈ⁺
Ｆｅ－ＯＯＨ²⁺　　　→　Ｆｅ²⁺　＋　ＨＯ₂ ^*
Ｆｅ²⁺　＋　ＨＯ₂ ^*　→　Ｆｅ³⁺　＋　ＨＯ^-
Ｆｅ³⁺　＋　ＨＯ₂ ^*　→　Ｆｅ²⁺　＋　Ｏ₂　＋　Ｈ⁺
ＯＨ^*　＋　Ｈ₂Ｏ₂　→　Ｈ₂Ｏ　＋　ＨＯ₂ ^*
有機物　＋　ＯＨ^*　 →　Ｈ₂Ｏ　＋　生成物　　　　　　　　　（１）
２Ｆｅ²⁺　＋　Ｈ₂Ｏ₂　＋２Ｈ⁺　→　２Ｆｅ³⁺　＋　２Ｈ₂Ｏ

　尚、上記の式（１）において、「有機物」が除去すべき不要物質であり、式（１）によって生成物が生成し、この生成物が式（１）の左辺における「有機物」と置き換わり、式（１）が、次々に繰り返し進行し、最終的に、例えばＣＯ₂と水に分解され、あるいは又、低分子の窒素化合物と水に分解される。

　電気化学反応とフェントン反応を組み合わせたエレクトロ・フェントン反応も知られている（例えば、国際公開公報ＷＯ２０１７／０１４６９５Ａ１参照）。エレクトロ・フェントン反応にあっては、陽極と陰極との間に除去すべき不要物質を含む液体を流す。そして、陰極において、
Ｏ₂　＋　２Ｈ⁺　＋２ｅ^-　→　Ｈ₂Ｏ₂
といった反応に基づき、Ｈ₂Ｏ₂を生成させる。

　また、２つの電極によって通液型キャパシタを構成し、２つの電極に電圧を印加した状態で、除去すべき不要物質を含む液体、あるいは又、分離すべき物質を含む液体を２つの電極の間に流すことで、電極に不要物質を吸着させる除去方法あるいは電極に物質を吸着させる分離方法も知られている。

ＷＯ２０１７／０１４６９５Ａ１

　上述した方法においては、高い効率で物質を除去あるいは分離するために電極が重要な役割を果たす。しかしながら、上記の国際公開公報に開示された技術にあっては電極の構成、構造の最適化が図られているとは云い難い。

　従って、本開示の目的は、高い効率で不要物質を除去することを可能とする不要物質除去装置、及び、係る不要物質除去装置を用いた不要物質除去方法を提供することにあるし、高い効率で物質を分離することを可能とする分離装置、及び、係る分離装置を用いた分離方法を提供することにある。

　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置は、
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている。

　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置は、
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極の少なくとも一方は、基部、及び、基部の表面に設けられた多孔質炭素材料を含む電極層から成る。

　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る不要物質除去方法は、本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置あるいは本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置を用いた除去方法であって、
　液体導入部から流路に液体を導入し、除去すべき不要物質を電極に吸着させた後、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、電極に吸着した除去すべき不要物質を分解する。

　尚、液体導入部から流路に液体を導入し、除去すべき不要物質を電極に吸着させるとき、一対の電極に電圧を印加した状態とすることもできる。

　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る不要物質除去方法は、本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置あるいは本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置を用いた除去方法であって、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、液体導入部から流路に液体を導入し、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、液体中の除去すべき不要物質を分解する。

　上記の目的を達成するための本開示の分離装置は、
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む。

　上記の目的を達成するための本開示の分離方法は、
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む分離装置を用いた分離方法であって、
　電源装置から一対の電極に電圧を印加し、液体導入部から流路に液体を導入して、分離すべき物質と少なくとも一方の電極との間に電気二重層を形成し、以て、電気二重層が形成された電極近傍において、分離すべき物質を液体から分離する。

図１は、実施例１の不要物質除去装置の概念図である。図２は、実施例１の不要物質除去装置（但し、本開示の第１の態様及び第２の態様に係る不要物質除去装置）における電極及び流路の概念図である。図３Ａ及び図３Ｂは、実施例１の不要物質除去装置における電極（但し、本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置における電極）の模式的な一部断面図である。図４は、実施例１の不要物質除去装置における電極の模式的な斜視図である。図５は、実施例１あるいは実施例３において使用した多孔質炭素材料の細孔分布を示すグラフである。図６は、実施例１の不要物質除去装置を用いてバクテリオファージＭＳ２の吸着試験（除去評価試験）を行った結果を示すグラフである。図７は、実施例１の不要物質除去装置（但し、第２の態様に係る不要物質除去装置）における電極及び流路の概念図である。図８Ａ及び図８Ｂは、実施例１の不要物質除去装置における電極（但し、本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置における電極）の模式的な一部断面図である。

　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様に係る不要物質除去方法）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る不要物質除去方法）
４．実施例３（本開示の分離装置及び分離方法）
５．その他

〈本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去方法、並びに、本開示の分離装置、及び、本開示の分離方法、全般に関する説明〉
　本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様に係る不要物質除去方法での使用に適した本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置を、以下、総称して、『本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置等』と呼ぶ場合がある。また、本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第２の態様に係る不要物質除去方法での使用に適した本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置を、以下、総称して、『本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置等』と呼ぶ場合がある。更には、本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去方法での使用に適した本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置を、総称して、『本開示の不要物質除去装置等』と呼ぶ場合がある。また、本開示の分離装置、及び、本開示の分離方法での使用に適した本開示の分離装置を、以下、総称して、『本開示の分離装置等』と呼ぶ場合がある。尚、除去すべき不要物質及び分離すべき物質を、総称して、『不要物質等』と呼ぶ場合がある。

　本開示の不要物質除去装置等において、フェントン試薬導入部は、酸素原子を含む気体又は液体を流路に導入する導入部を備えている形態とすることができる。酸素原子を含む気体又は液体として、過酸化水素ガスあるいは過酸化水素水を挙げることができる。フェントン試薬は、酸素原子を含む気体又は液体及び鉄触媒から構成されている。例えば、過酸化水素水及び鉄触媒の混合物から成るフェントン試薬を使用する場合、過酸化水素水及び鉄触媒の混合物を纏めてフェントン試薬導入部から流路に導入すればよい。一方、過酸化水素水と鉄触媒とを別々に準備する場合、鉄触媒をフェントン試薬導入部から流路に導入し、過酸化水素水を導入部から流路に導入すればよい。

　上記の好ましい形態を含む本開示の不要物質除去装置等にあっては、一対の電極に電圧を印加する電源装置を更に備えている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の不要物質除去装置等にあっては、液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている形態とすることができる。ｐＨ調整剤として、具体的には、乳酸、二酸化炭素、コハク酸、グルコン酸、クエン酸、リン酸、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等を挙げることができる。ｐＨ調整剤を流路に導入して液体を酸性側にすることで、フェントン反応を促進させることができる。ｐＨ調整剤の代わりに酸素ガスを液体に導入することでも、同様の効果を得ることができる。場合によっては、本開示の分離装置等にあっても、液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の不要物質除去装置等にあっては、あるいは又、本開示の分離装置等にあっては、液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている形態とすることができる。ここで、モニタすべき液体の特性として、有機物含有の有無、有機物の種類、イオンの濃度、イオンの種類、ガス濃度、ガスの種類等を挙げることができるし、モニタ装置として、イオン濃度センサ、有機物センサ、バイオセンサ、ガスセンサ等を挙げることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置等において、あるいは又、本開示の分離装置等において、各電極は、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含む形態とすることができる。そして、この場合、あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置等において、
　一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、
　一対の電極の他方を構成する電極層は、ダイアモンド・ライク・カーボン、グラッシー・カーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、ホウ素ドープカーボンや、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金黒、ステンレス鋼等の金属原子を含む材料、導電性高分子等の導電性の有機物等から成る群から選択された少なくとも１種類の材料（以下、『炭素系材料』と呼ぶ場合がある）を含む構成とすることができるし、あるいは又、一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む構成とすることができる。多孔質炭素材料は、粉状であってもよいし、粒状であってもよい。場合によっては、本開示の第１の態様に係る不要物質除去装置等において、あるいは又、本開示の分離装置等において、一対の電極のそれぞれを構成する電極層は炭素系材料を含む構成とすることもできる。一対の電極の一方の電極層を構成する材料の窒素ＢＥＴ法に基づく表面積の値Ｓ_BET-1と、一対の電極の他方の電極層を構成する材料の窒素ＢＥＴ法に基づく表面積の値Ｓ_BET-2とは、以下の関係を満足することが好ましい。
１≦Ｓ_BET-1／Ｓ_BET-2≦１０

　また、一対の電極の一方の電極層の基部への正射影像の面積と他方の電極層の基部への正射影像の面積の差は、出来るだけ「０」に近いことが望ましい。形成される電気二重層容量が面積の小さい電極層に律速されてしまうので、２つの電極層の面積はできるだけ同じ面積にすることが好ましい。具体的には、一対の電極の一方の電極層の基部への正射影像の面積の値Ｓ_OI-1、及び、他方の電極層の基部への正射影像の面積の値Ｓ_OI-2とは、限定するものではないが、以下の関係を満足することが好ましい。
０．８≦Ｓ_OI-1／Ｓ_OI-2≦１．２

　ここで、多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足することが好ましい。全細孔体積Ｖ_Total及び０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroの測定方法として、水銀圧入法を挙げることができる。水銀圧入法に基づき測定する全細孔体積Ｖ_Totalは、０．０３μｍ乃至１０．０μｍの細孔の体積を指す。水銀圧入法による細孔の測定は、ＪＩＳ　Ｒ１６５５：２００３「ファインセラミックスの水銀圧入法による成形体気孔径分布試験方法」に準拠する。

　尚、孔径が２ｎｍよりも小さい細孔は「マイクロ細孔」と呼ばれ、孔径が２ｎｍ乃至５０ｎｍの細孔は「メソ細孔」と呼ばれ、孔径が５０ｎｍを超える細孔は「マクロ細孔」と呼ばれる。マイクロ細孔の孔径は、例えば、ＭＰ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。メソ細孔の孔径は、例えば、ＢＪＨ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。マクロ細孔の孔径は、例えば、水銀圧入法に基づき求めることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の不要物質除去装置等にあっては、
　液体排出部から排出された液体を中和する中和槽、
　中和槽から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽、及び、
　凝集槽で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽、
を更に備えている形態とすることができる。場合によっては、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の分離装置等にあっても、上記の中和槽、凝集槽及び沈殿槽を備えていてもよい。

　尚、中和槽、凝集槽及び沈殿槽の構成、構造は、従来の水処理等に用いられる中和槽、凝集槽及び沈殿槽の構成、構造と同様とすればよい。液体を中和するための中和剤は、液体を中和するのに適した薬剤とすればよい。液体中の固形物を凝集させるための凝集剤として、硫酸バンドやＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等のアルミニウム塩、第２塩化鉄、ポリ硫酸第２鉄（ポリ鉄）、硫酸第１鉄、消石灰（水酸化カルシウム）等の無機凝集剤を用いることもできるし、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤といった高分子凝集剤（(ポリマー）を用いることもできる。あるいは又、凝集剤として、通常使用されている無機塩、酸、アルカリ、金属電解物、活性珪酸等の無機物、陰イオン性あるいは陽イオン性界面活性剤等を、処理すべき液体の種類や液体の処理方法に応じて適宜選択すればよい。凝集剤は、凝集剤を溶解したり、溶媒に分散させたり、粉状のまま、液体に添加することができる。必要に応じて、凝集助剤、沈降助剤、浮揚助剤を用いることもできる。

　本開示の不要物質除去装置等あるいは本開示の分離装置等において、基部を構成する材料は、液体や不要物質等、使用する各種薬剤等によって損傷が発生しないような材料である必要があり、例えば、ステンレス鋼、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素、チタン、クロム、ニッケル、タンタル等の金属系材料の他、ポエリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニリデン樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂等の各種樹脂を挙げることができる。基部は平板状であってもよいし、櫛型電極を設けるための櫛型の凹凸部が基部の内面に形成されていてもよい。また、基部の外周部に側壁が形成されていてもよい。基部を、多数、積層あるいは並置して、立体的な流路を構成してもよい。即ち、基部と基部との間に櫛型電極によって流路を構成し、係る構成の複数を積層あるいは並置し、流路を連結（連通）する構成とすることもできる。

　基部の表面に設けられた電極層（多孔質炭素材料層あるいは炭素系材料層）には、多孔質炭素材料あるいは炭素系材料の賦形のために、使用する多孔質炭素材料あるいは炭素系材料に適したバインダーが含まれていてもよい。また、基部の表面に設けられた電極層（多孔質炭素材料層あるいは炭素系材料層）は、多孔質炭素材料あるいは炭素系材料及びポリマから成るポリマ複合体を含む構成とすることもできる。

　バインダーを構成する材料も、液体や不要物質等、使用する各種薬剤等によって損傷が発生しないような材料である必要がある。バインダーを構成する材料は、カルボキシニトロセルロース、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂、レゾルシン系樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル樹脂、フッ素樹脂、（メタ）アクリル酸・スチレン共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル・（メタ）アクリル共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル・（メタ）アクリル３元共重合体樹脂等から、適宜、選択すればよい。また、２種以上のバインダーを併用してもよい。

　多孔質炭素材料の原料を植物由来の材料とすることができる。尚、このような多孔質炭素材料を『植物由来の多孔質炭素材料』と呼ぶ。植物由来の材料として、米（稲）、大麦、小麦、ライ麦、稗（ヒエ）、粟（アワ）等の籾殻や藁、珈琲豆、茶葉（例えば、緑茶や紅茶等の葉）、サトウキビ類（より具体的には、サトウキビ類の絞り滓）、トウモロコシ類（より具体的には、トウモロコシ類の芯）、果実の皮（例えば、オレンジの皮、グレープフルーツの皮、ミカンの皮といった柑橘類の皮やバナナの皮等）、あるいは又、葦、茎ワカメを挙げることができるが、これらに限定するものではなく、その他、例えば、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類、海藻を挙げることができる。尚、これらの材料を、原料として、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、植物由来の材料の形状や形態も特に限定はなく、例えば、籾殻や藁そのものでもよいし、あるいは乾燥処理品でもよい。更には、ビールや洋酒等の飲食品加工において、発酵処理、焙煎処理、抽出処理等の種々の処理を施されたものを使用することもできる。特に、産業廃棄物の資源化を図るという観点から、脱穀等の加工後の藁や籾殻を使用することが好ましい。これらの加工後の藁や籾殻は、例えば、農業協同組合や酒類製造会社、食品会社、食品加工会社から、大量、且つ、容易に入手することができる。

　植物由来の多孔質炭素材料の原料を、ケイ素（Ｓｉ）を含有する植物由来の材料とする場合、具体的には、限定するものではないが、植物由来の多孔質炭素材料は、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が５質量％以上である植物由来の材料を原料とし、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が、５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは１質量％以下であることが望ましい。

　植物由来の多孔質炭素材料は、例えば、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって得ることができる。このような植物由来の多孔質炭素材料の製造方法（以下、単に、『多孔質炭素材料の製造方法』と呼ぶ場合がある）において、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化することにより得られた材料であって、酸又はアルカリでの処理を行う前の材料を、『多孔質炭素材料前駆体』あるいは『炭素質物質』と呼ぶ。

　多孔質炭素材料の製造方法において、酸又はアルカリでの処理の後、賦活処理を施す工程を含めることができるし、賦活処理を施した後、酸又はアルカリでの処理を行ってもよい。また、このような好ましい形態を含む多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料を炭素化する前に、炭素化のための温度よりも低い温度（例えば、４００゜Ｃ～７００゜Ｃ）にて、酸素を遮断した状態で植物由来の材料に加熱処理（予備炭素化処理）を施してもよい。これによって、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を抽出することが出来る結果、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。尚、酸素を遮断した状態は、例えば、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気とすることで、あるいは又、真空雰囲気とすることで、あるいは又、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とすることで達成することができる。また、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料中に含まれるミネラル成分や水分を減少させるために、また、炭素化の過程での異臭の発生を防止するために、植物由来の材料をアルコール（例えば、メチルアルコールやエチルアルコール、イソプロピルアルコール）に浸漬してもよい。尚、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、その後、予備炭素化処理を実行してもよい。不活性ガス中で加熱処理を施すことが好ましい材料として、例えば、木酢液（タールや軽質油分）を多く発生する植物を挙げることができる。また、アルコールによる前処理を施すことが好ましい材料として、例えば、ヨウ素や各種ミネラルを多く含む海藻類を挙げることができる。

　多孔質炭素材料の製造方法にあっては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化するが、ここで、炭素化とは、一般に、有機物質（植物由来の多孔質炭素材料にあっては、植物由来の材料）を熱処理して炭素質物質に変換することを意味する（例えば、ＪＩＳ　Ｍ０１０４－１９８４参照）。尚、炭素化のための雰囲気として、酸素を遮断した雰囲気を挙げることができ、具体的には、真空雰囲気、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とする雰囲気を挙げることができる。炭素化温度に至るまでの昇温速度として、限定するものではないが、係る雰囲気下、１゜Ｃ／分以上、好ましくは３゜Ｃ／分以上、より好ましくは５゜Ｃ／分以上を挙げることができる。また、炭素化時間の上限として、１０時間、好ましくは７時間、より好ましくは５時間を挙げることができるが、これに限定するものではない。炭素化時間の下限は、植物由来の材料が確実に炭素化される時間とすればよい。また、植物由来の材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。植物由来の材料を予め洗浄してもよい。あるいは又、得られた多孔質炭素材料前駆体や植物由来の多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。あるいは又、賦活処理後の植物由来の多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。更には、最終的に得られた植物由来の多孔質炭素材料に殺菌処理を施してもよい。炭素化のために使用する炉の形式、構成、構造に制限はなく、連続炉とすることもできるし、回分炉（バッチ炉）とすることもできる。

　多孔質炭素材料の製造方法において、上述したとおり、賦活処理を施してもよい。賦活処理の方法として、ガス賦活法、薬品賦活法を挙げることができる。ここで、ガス賦活法とは、賦活剤として酸素や水蒸気、炭酸ガス、空気等を用い、係るガス雰囲気下、７００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて、好ましくは７００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、より好ましくは８００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、数十分から数時間、植物由来の多孔質炭素材料を加熱することにより、植物由来の多孔質炭素材料中の揮発成分や炭素分子により微細構造を発達させる方法である。尚、より具体的には、加熱温度は、植物由来の材料の種類、ガスの種類や濃度等に基づき、適宜、選択すればよい。薬品賦活法とは、ガス賦活法で用いられる酸素や水蒸気の替わりに、塩化亜鉛、塩化鉄、リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸等を用いて賦活させ、塩酸で洗浄、アルカリ性水溶液でｐＨを調整し、乾燥させる方法である。

　多孔質炭素材料の製造方法にあっては、酸又はアルカリでの処理によって、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去する。ここで、ケイ素成分として、二酸化ケイ素や酸化ケイ素、酸化ケイ素塩といったケイ素酸化物を挙げることができる。このように、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去することで、高い比表面積を有する植物由来の多孔質炭素材料を得ることができる。場合によっては、ドライエッチング法に基づき、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去してもよい。

　植物由来の多孔質炭素材料には、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）や、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）等の非金属元素や、遷移元素等の金属元素が含まれていてもよい。マグネシウム（Ｍｇ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カリウム（Ｋ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カルシウム（Ｃａ）の含有率として０．０５質量％以上３質量％以下、リン（Ｐ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、硫黄（Ｓ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下を挙げることができる。尚、これらの元素の含有率は、比表面積の値の増加といった観点からは、少ない方が好ましい。植物由来の多孔質炭素材料には、上記した元素以外の元素を含んでいてもよく、上記した各種元素の含有率の範囲も、変更し得ることは云うまでもない。

　植物由来の多孔質炭素材料にあっては、各種元素の分析を、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（例えば、日本電子株式会社製のＪＥＤ－２２００Ｆ）を用い、エネルギー分散法（ＥＤＳ）により行うことができる。ここで、測定条件を、例えば、走査電圧１５ｋＶ、照射電流１０μＡとすればよい。

　植物由来の多孔質炭素材料において、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値（以下、単に、『比表面積の値』と呼ぶ場合がある）は、より一層優れた機能性を得るために、好ましくは５０ｍ²／グラム以上、より好ましくは１００ｍ²／グラム以上、更に一層好ましくは４００ｍ²／グラム以上であることが望ましい。

　窒素ＢＥＴ法とは、吸着剤（ここでは、多孔質炭素材料）に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより吸着等温線を測定し、測定したデータを式（１）で表されるＢＥＴ式に基づき解析する方法であり、この方法に基づき比表面積や細孔容積等を算出することができる。具体的には、窒素ＢＥＴ法により比表面積の値を算出する場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、吸着等温線を求める。そして、得られた吸着等温線から、式（１）あるいは式（１）を変形した式（１’）に基づき［ｐ／｛Ｖ_a（ｐ₀－ｐ）｝］を算出し、平衡相対圧（ｐ／ｐ₀）に対してプロットする。そして、このプロットを直線と見なし、最小二乗法に基づき、傾きｓ（＝［（Ｃ－１）／（Ｃ・Ｖ_m）］）及び切片ｉ（＝［１／（Ｃ・Ｖ_m）］）を算出する。そして、求められた傾きｓ及び切片ｉから式（２－１）、式（２－２）に基づき、Ｖ_m及びＣを算出する。更には、Ｖ_mから、式（３）に基づき比表面積ａ_sBETを算出する（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁～第６６頁参照）。尚、この窒素ＢＥＴ法は、ＪＩＳ　Ｒ　１６２６－１９９６「ファインセラミックス粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積の測定方法」に準じた測定方法である。

Ｖ_a＝（Ｖ_m・Ｃ・ｐ）／［（ｐ₀－ｐ）｛１＋（Ｃ－１）（ｐ／ｐ₀）｝］　（１）
［ｐ／｛Ｖ_a（ｐ₀－ｐ）｝］
　＝［（Ｃ－１）／（Ｃ・Ｖ_m）］（ｐ／ｐ₀）＋［１／（Ｃ・Ｖ_m）］　　（１’）
Ｖ_m＝１／（ｓ＋ｉ）　　　　　　　　　　（２－１）
Ｃ＝（ｓ／ｉ）＋１　　　　　　　　　　（２－２）
ａ_sBET＝（Ｖ_m・Ｌ・σ）／２２４１４　　（３）

　但し、
Ｖ_a：吸着量
Ｖ_m：単分子層の吸着量
ｐ：窒素の平衡時の圧力
ｐ₀：窒素の飽和蒸気圧
Ｌ：アボガドロ数
σ ：窒素の吸着断面積
である。

　窒素ＢＥＴ法により細孔容積Ｖ_pを算出する場合、例えば、求められた吸着等温線の吸着データを直線補間し、細孔容積算出相対圧で設定した相対圧での吸着量Ｖを求める。この吸着量Ｖから式（４）に基づき細孔容積Ｖ_pを算出することができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁～第６５頁参照）。尚、窒素ＢＥＴ法に基づく細孔容積を、以下、単に『細孔容積』と呼ぶ場合がある。

Ｖ_p＝（Ｖ／２２４１４）×（Ｍ_g／ρ_g）　　（４）

　但し、
Ｖ：相対圧での吸着量
Ｍ_g：窒素の分子量
ρ_g：窒素の密度
である。

　メソ細孔の孔径は、例えば、ＢＪＨ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＢＪＨ法は、細孔分布解析法として広く用いられている方法である。ＢＪＨ法に基づき細孔分布解析をする場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、脱着等温線を求める。そして、求められた脱着等温線に基づき、細孔が吸着分子（例えば窒素）によって満たされた状態から吸着分子が段階的に着脱する際の吸着層の厚さ、及び、その際に生じた孔の内径（コア半径の２倍）を求め、式（５）に基づき細孔半径ｒ_pを算出し、式（６）に基づき細孔容積を算出する。そして、細孔半径及び細孔容積から細孔径（２ｒ_p）に対する細孔容積変化率（ｄＶ_p／ｄｒ_p）をプロットすることにより細孔分布曲線が得られる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第８５頁～第８８頁参照）。

ｒ_p＝ｔ＋ｒ_k　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
Ｖ_pn＝Ｒ_n・ｄＶ_n－Ｒ_n・ｄｔ_n・ｃ・ΣＡ_pj　　（６）
但し、
Ｒ_n＝ｒ_pn ²／（ｒ_kn－１＋ｄｔ_n）²　　　　　　（７）

　ここで、
ｒ_p：細孔半径
ｒ_k：細孔半径ｒ_pの細孔の内壁にその圧力において厚さｔの吸着層が吸着した場合のコア半径（内径／２）
Ｖ_pn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔容積
ｄＶ_n：そのときの変化量
ｄｔ_n：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの吸着層の厚さｔ_nの変化量
ｒ_kn：その時のコア半径
ｃ：固定値
ｒ_pn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔半径
である。また、ΣＡ_pjは、ｊ＝１からｊ＝ｎ－１までの細孔の壁面の面積の積算値を表す。

　マイクロ細孔の孔径は、例えば、ＭＰ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＭＰ法により細孔分布解析を行う場合、先ず、多孔質炭素材料に窒素を吸着させることにより、吸着等温線を求める。そして、この吸着等温線を吸着層の厚さｔに対する細孔容積に変換する（ｔプロットする）。そして、このプロットの曲率（吸着層の厚さｔの変化量に対する細孔容積の変化量）に基づき細孔分布曲線を得ることができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第７２頁～第７３頁、第８２頁参照）。

　多孔質炭素材料前駆体を酸又はアルカリで処理するが、具体的な処理方法として、例えば、酸あるいはアルカリの水溶液に多孔質炭素材料前駆体を浸漬する方法や、多孔質炭素材料前駆体と酸又はアルカリとを気相で反応させる方法を挙げることができる。より具体的には、酸によって処理する場合、酸として、例えば、フッ化水素、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム等の酸性を示すフッ素化合物を挙げることができる。フッ素化合物を用いる場合、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分におけるケイ素元素に対してフッ素元素が４倍量となればよく、フッ素化合物水溶液の濃度は１０質量％以上であることが好ましい。フッ化水素酸によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、二酸化ケイ素は、化学式（Ａ）又は化学式（Ｂ）に示すようにフッ化水素酸と反応し、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ₂ＳｉＦ₆）あるいは四フッ化ケイ素（ＳｉＦ₄）として除去され、植物由来の多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。

ＳｉＯ₂＋６ＨＦ　→　Ｈ₂ＳｉＦ₆＋２Ｈ₂Ｏ　　（Ａ）
ＳｉＯ₂＋４ＨＦ　→　ＳｉＦ₄＋２Ｈ₂Ｏ　　　（Ｂ）

　また、アルカリ（塩基）によって処理する場合、アルカリとして、例えば、水酸化ナトリウムを挙げることができる。アルカリの水溶液を用いる場合、水溶液のｐＨは１１以上であればよい。水酸化ナトリウム水溶液によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、水酸化ナトリウム水溶液を熱することにより、二酸化ケイ素は、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳｉＯ₃）として除去され、植物由来の多孔質炭素材料を得ることができる。また、水酸化ナトリウムを気相で反応させて処理する場合、水酸化ナトリウムの固体を熱することにより、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳｉＯ₃）として除去され、植物由来の多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。

ＳｉＯ₂＋２ＮａＯＨ　→　Ｎａ₂ＳｉＯ₃＋Ｈ₂Ｏ　　（Ｃ）

　除去すべき不要物質として、有機酸（例えば、蟻酸、グルコン酸、乳酸、リンゴ酸、プロピオン酸、酒石酸）、アルコール類（例えば、ベンジルアルコール、tert-ブチルアルコール、エタノール、エチレングリコール、グリセロール、イソプロパノール、メタノール、プロパンジオール）、アルデヒド類（例えば、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ホルムアルデヒド、グリオキサール、イソブチルアルデヒド、トリクロロアセトアルデヒド）、芳香類（例えば、ベンゼン、クロロベンゼン、クロロフェノール、クレオソート、ジクロロフェノール、ヒドロキノン、ｐ－ニトロフェノール、フェノール、トルエン、トリクロロフェノール、キシレン、トリニトロトルエン）、アミン類（例えば、アニリン、環状アミン、ジエチルアミン、ジメチルホルムアミド、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロパンジアミン、ｎ－プロピルアミン、ヘキソゲン）、染料（例えば、アントラキノン、モノアゾ化合物、ジアゾ化合物）、ケトン類（例えば、ジヒドロキシアセトン、メチルエチルケトン）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン）を挙げることができるし、また、ウイルスや細菌（例えば、パルボウイルス科、アデノウイルス科、パピローマウイルス科、ヘルペスウイルス科、ポックスウイルス科、ヘパドナウイルス科、ラブドウイルス科、パラミクソウイルス科、オルソミクソウイルス科、フィロウイルス科、ブニヤウイルス科、アレナウイルス科、フラビウイルス科、コロナウイルス科、トガウイルス科、レトロウイルス科、カリシウイルス科、ピコルナウイルス科、レオウイルス科等に属するウイルス）を挙げることができるし、その他、グラム陽性菌の中の好気性球菌及び桿菌や嫌気性の球菌及び桿菌、グラム陰性菌の中の好気性球菌及び桿菌や嫌気性の球菌及び桿菌）を挙げることもできる。あるいは又、除去すべき不要物質として、有機物質：セシウム（Ｃｓ）やストロンチウム（Ｓｒ）等の金属イオン；パイロジェンやフミン等の有機分子、各種タンパク質、バクテリアを挙げることもできる。あるいは又、除去すべき不要物質として、有機物質：セシウム（Ｃｓ）やストロンチウム（Ｓｒ）等の金属イオン；パイロジェンやフミン等の有機分子、各種タンパク質、バクテリアを挙げることもできるし、各種無機物や有機物から成る粒径が１ナノメートル以上のコロイド状物質（例えば、地下水や環境水に含まれるコロイド状物質）を挙げることもできる。分離すべき物質に関しては、実施例３において説明する。

　実施例１は、本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置、及び、本開示の第１の態様に係る不要物質除去方法に関する。実施例１の不要物質除去装置の概念図を図１に示し、電極及び流路の概念図を図２に示し、電極の模式的な一部断面図を図３Ａ及び図３Ｂに示し、電極の模式的な斜視図を図４に示す。尚、図１において液体の流れを矢印で示し、また、図２においては、電極を明示するために電極に斜線を付した。図３Ａは、図２の矢印Ｘ－Ｘに沿った模式的な断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す模式的な断面図を上下に分解した図である。

　実施例１の不要物質除去装置は、
　除去槽１０、
　除去槽１０内に配された一対の電極３１Ａ，３１Ｂ（陽極３１Ａ及び陰極３１Ｂ）、
　一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０、
　フェントン試薬を流路４０に導入するフェントン試薬導入部１３、
　除去すべき不要物質を含む液体（具体的には、例えば、水）を流路４０に導入する液体導入部１１、並びに、
　液体を流路４０から排出する液体排出部１２、
を備えており、
　一対の電極３１Ａ，３１Ｂは、櫛型電極から構成されている。このような構成によって、例えば、浄化装置が構成される。

　尚、実施例１の不要物質除去装置を分離装置と置き換えた場合、この分離装置は、
　分離槽１０、
　分離槽１０内に配された一対の電極３１Ａ，３１Ｂ（陽極３１Ａ及び陰極３１Ｂ）、
　一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０、
　フェントン試薬を流路４０に導入するフェントン試薬導入部１３、
　分離すべき物質を含む液体（具体的には、例えば、水）を流路４０に導入する液体導入部１１、並びに、
　液体を流路４０から排出する液体排出部１２、
を備えており、
　一対の電極３１Ａ，３１Ｂは、櫛型電極から構成されている分離装置である。尚、本開示の分離装置に関しては、実施例３において説明する。

　そして、流路４０を流れる液体中の不要物質等（即ち、除去すべき不要物質、あるいは、分離すべき物質）は、電極（電極３１Ａ、又は、電極３１Ｂ、又は、電極３１Ａ及び電極３１Ｂ）に吸着（あるいは、付着）される。尚、本明細書においては、「吸着」及び「付着」の概念を纏めて「吸着」と表現するし、「分離」や「除去」といった概念も含まれる。

　また、実施例１の不要物質除去装置（あるいは、分離装置）において、フェントン試薬導入部１３は、酸素原子を含む気体又は液体を流路４０に導入する導入部１４を備えているし、実施例１の不要物質除去装置（あるいは、分離装置）は、
　液体排出部１２から排出された液体を中和する中和槽２１、
　中和槽２１から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽２２、及び、
　凝集槽２２で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽２３、
を更に備えているし、加えて、
　一対の電極３１Ａ，３１Ｂに電圧を印加する電源装置１６、
　液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路４０に導入するｐＨ調整剤導入部１５、及び、
　液体排出部１２から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置１７、
を更に備えている。

　フェントン試薬導入部１３、導入部１４及びｐＨ調整剤導入部１５は、例えば、図２の「Ａ」で示す流路４０の領域にフェントン試薬導入部やｐＨ調整剤を導入することができるように、配置されている。中和槽２１及び凝集槽２２には、モータＭによって回転させられる攪拌機が取り付けられている。

　ここで、酸素原子を含む気体又は液体として、具体的には、過酸化水素水を挙げることができるし、ｐＨ調整剤として、具体的には、乳酸、二酸化炭素、コハク酸、グルコン酸、クエン酸、リン酸、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等を挙げることができるし、モニタすべき液体の特性として、具体的には、有機物含有の有無、有機物の種類、イオンの濃度、イオンの種類、ガス濃度、ガスの種類等を挙げることができるし、モニタ装置１７として、具体的には、イオン濃度センサ、有機物センサ、バイオセンサ、ガスセンサ等を挙げることができる。モニタ装置１７を構成するセンサ部１８（具体的には、半導体素子や電気化学反応を利用した電極等から構成されている）は、流路４０の液体排出部１２の近傍に配置すればよく、例えば、図２の「Ｂ」で示す流路４０の領域に配置すればよい。

　各電極３１Ａ，３１Ｂは、基部３２Ａ，３２Ｂ、及び、基部３２Ａ，３２Ｂの表面に設けられた電極層３３Ａ，３３Ｂを含む。そして、実施例１において、一対の電極３１Ａ，３１Ｂのそれぞれを構成する電極層３３Ａ，３３Ｂは、多孔質炭素材料を含む。基部３２Ａ，３２Ｂと電極層３３Ａ，３３Ｂとの間には、導電材料層（あるいは、導電性を有する基板）３４Ａ，３４Ｂが挟み込まれている。基部３２Ａ，３２Ｂ、電極層３３Ａ，３３Ｂ、導電材料層３４Ａ，３４Ｂの形状は、櫛型電極と同形である。基部３２Ａ，３２Ｂを多孔質炭素材料から形成した。また、基部３２Ａの表面に設けられた電極層３３Ａ，３３Ｂ（多孔質炭素材料層）には、多孔質炭素材料の賦形のためにバインダーが含まれているが、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースを用いた。多孔質炭素材料は、粉状であってもよいし、粒状であってもよい。更には、導電材料層３４Ａ，３４Ｂを導電性カーボン（カーボンブラック）から形成した。また、Ｓ_OI-1／Ｓ_OI-2＝１．０とした。

　セラミックスから作製された除去槽（分離槽）１０は、外周部に側壁１０Ｃが形成された平板状の第１部材１０Ａ、及び、外周部に側壁１０Ｄが形成された平板状の第２部材１０Ｂから構成されており、第１部材１０Ａの側壁１０Ｃと第２部材１０Ｂの側壁１０Ｄとが接着剤（図示せず）によって接合されている。除去槽（分離槽）１０の内面には、絶縁材料から成るライニング材３５（ハッチング線は省略）が貼り付けられている。

　実施例１における多孔質炭素材料の製造方法にあっては、植物由来の材料として、籾殻を使用した。そして、植物由来の材料である籾殻を、ペレットマシーンを使用して固形化し、具体的には、平均的な直径が６ｍｍ、平均的な長さが３０ｍｍの略円筒形のペレット状の固形化された植物由来の材料を得た。尚、固形化する際にはバインダーを使用していないが、バインダーを使用してもよい。固形化された植物由来の材料の嵩密度は、０．２グラム／ｃｍ³乃至１．４グラム／ｃｍ³、具体的には、０．７グラム／ｃｍ³であった。次いで、固形化した状態で、４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した。具体的には、マントルヒーターを用いて、窒素雰囲気下、５００゜Ｃ、３時間で炭素化した。得られた、固形化した状態で炭素化された材料（多孔質炭素材料前駆体）の嵩密度は、０．２グラム／ｃｍ³乃至０．８グラム／ｃｍ³、具体的には、０．５グラム／ｃｍ³であった。また、固形化した状態で炭素化された材料の強熱残分は４２％であり、強熱残分嵩密度は、０．１グラム／ｃｍ³以上、具体的には、０．５グラム／ｃｍ³×０．４２＝０．２１グラム／ｃｍ³であった。その後、固形化した状態で炭素化された材料を、１モル／リットル、８０゜Ｃの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、２４時間、攪拌した。次いで、中性になるまで洗浄を行い、得られた固形化された多孔質炭素材料を濾過し、１２０゜Ｃ、２４時間乾燥させた。そして、２０メッシュ及び２００メッシュの篩を用いて分級し、多孔質炭素材料を得た。尚、得られた多孔質炭素材料に対して、ガス賦活法に基づく賦活処理、具体的には、９００゜Ｃ、２時間の水蒸気を用いた賦活処理を行ってもよい。尚、窒素ＢＥＴ法に基づく表面積の値が９５０±１５０ｍ²／グラムとなるように水蒸気賦活して得られた試料を、「実施例１Ａ」とした。酸又はアルカリで処理することで得られた、固形化された多孔質炭素材料の強熱残分の値は、０．１質量％以上、２０質量％以下、具体的には、９．３質量％であった。尚、嵩密度は、ＪＩＳ　Ｋ１４７４：２０１４「活性炭試験方法」に記載されている充填密度の測定方法に基づき求めることができる。また、籾殻を炭化し、酸又はアルカリで処理した多孔質炭素材料をバインダーを使用してペレットマシーンで固形化したものに水蒸気賦活処理を行うことでも、同様の多孔質炭素材料を得ることができる。

　得られた実施例１Ａの多孔質炭素材料の水銀圧入法に基づく細孔分布を図５に「Ａ」で示す。図５には、併せて、水銀圧入法に基づく椰子殻活性炭（比較例１Ａ）の細孔分布（図５に「Ｂ」で示す）及び石炭系活性炭（比較例１Ｂ）の細孔分布（図５に「Ｃ」で示す）を示す。また、得られた多孔質炭素材料の特性等を、以下の表１に示す。尚、表１中、「比表面積」は、窒素ＢＥＴ法に基づく表面積（単位：ｍ²／グラム）を示し、充填密度の単位はグラム／ｃｍ³である。また、「Ｖ_BJH」はＢＪＨ法に基づき得られたメソ細孔の細孔容積であり、「Ｖ_MP」はＭＰ法に基づき得られたマイクロ細孔の細孔容積である。

〈表１〉
　　　　　　　比表面積　充填密度　Ｖ_Total　Ｖ_Macro　Ｖ_BJH　Ｖ_MP
実施例１Ａ　　 964　　　0.26 　　 1.70　　　0.70　　0.65　 0.27
比較例１Ａ　　 929　　　0.51 　　 0.50　　　0.16　　0.06　 0.40
比較例１Ｂ　　1038　　 0.43 　　 0.58　　　0.20　　0.19　 0.51

　実施例１において、多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足することが判った。

　そして、得られた多孔質炭素材料をバインダーと混合してペースト状とし、櫛型電極の形状を有する導電材料層３４Ａ，３４Ｂの上で、ディスペンサを用いて櫛型電極となるように賦形し、バインダーを硬化させることで、導電材料層３４Ａ，３４Ｂと一体となった電極層３３Ａ，３３Ｂを得た。こうして得られた電極層３３Ａと導電材料層３４Ａ、及び、櫛型電極の形状を有する基部３２Ａを重ね合わせ、第１部材１０Ａの内部に配置した。また、こうして得られた電極層３３Ｂと導電材料層３４Ｂ、及び、櫛型電極の形状を有する基部３２Ｂを重ね合わせ、第２部材１０Ｂの内部に配置した。そして、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂのそれぞれの外周部に形成された側壁１０Ｃ，１０Ｄにおいて第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを貼り合わせることで、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ（陽極３１Ａ、陰極３１Ｂ）、及び、一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０を得ることができた。電極３１Ａの頂部は第２部材１０Ｂの内面に接しているし、電極３１Ｂの頂部は第１部材１０Ａの内面に接している。あるいは又、こうして得られた電極層３３Ａと導電材料層３４Ａ、及び、櫛型電極の形状を有する基部３２Ａを重ね合わせ、電極層３３Ｂと導電材料層３４Ｂ、及び、櫛型電極の形状を有する基部３２Ｂを重ね合わせ、第１部材１０Ａの内部に配置した。そして、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂのそれぞれの外周部に形成された側壁１０Ｃ，１０Ｄにおいて第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを貼り合わせることで、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ、及び、一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０を得ることができた。電極３１Ａの頂部及び電極３１Ｂの頂部は第２部材１０Ｂの内面に接している。尚、貼り合わせ前にセンサ部１８を流路内（図２に「Ｂ」で示す）に配置しておく。

　そして、除去槽（分離槽）１０の適切な位置に設けられた貫通孔に、フェントン試薬導入部１３、ｐＨ調整剤導入部１５、導入部１４を設け、また、除去槽（分離槽）１０の適切な位置に液体導入部１１、液体排出部１２を設けた。更には、適切な方法で、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ（具体的には、導電材料層３４Ａ，３４Ｂ）を電源装置１６に接続し、センサ部１８をモニタ装置１７に接続し、更には、液体排出部１２を中和槽２１に接続した。

　実施例１の不要物質除去方法（分離方法）にあっては、実施例１の不要物質除去装置（分離装置）を用いて、不要物質等として有機分子、高分子化合物、タンパク質、ウイルス、細菌、菌類等が含まれる液体（具体的には、水）から、不要物質等を除去、分離した。即ち、液体導入部１１から流路４０に液体を導入し、ｐＨ調整剤導入部１５からｐＨ調整剤を流路４０に導入し、不要物質等を両方の電極に吸着させる。そして、ある程度の量の不要物質等が電極に吸着した後、一対の電極３１Ａ，３１Ｂに電圧を印加した状態で、フェントン試薬導入部１３及び導入部１４からフェントン試薬を流路４０に導入し、エレクトロ・フェントン反応に基づき、電極に吸着した不要物質等を分解する。尚、分解は、主に陰極において行われる。センサ部１８を備えたモニタ装置１７によって、液体排出部１２から排出される液体の上述した特性をモニタすることで、フェントン試薬（ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ及びＨ₂Ｏ₂）の投入を開始することができるし、フェントン試薬の投入を終了させることができる。液体からの不要物質等の除去、分離は連続処理であり、電極に吸着した不要物質等の分解（電極の再生処理）は一種のバッチ処理である。

　必要に応じて、一対の電極３１Ａ，３１Ｂに電圧を印加した状態としてもよく、これによって、不要物質等が電荷を帯びている場合、電荷を帯びた不要物質等を、一層確実に、不要物質等が帯びた電荷と反対の電荷を帯びた電極に吸着させることができる。例えば、負の電荷を帯びたウイルスは、正極に引き付けられ、正極に吸着される。あるいは又、流路を流れる液体や不要物質等が分極され、電極に吸着されるし、流路を流れるイオン性の不要物質等が電極に吸着される。

　不要物質等を電極に吸着させている状態にあっては、液体排出部１２から排出された液体は、中和槽２１をバイパスし、凝集槽２２において液体中の固形物が凝集され、凝集槽２２で凝集した固形物は沈殿槽２３で沈殿され、清浄になった液体は最終的に外部に放流される。

　また、エレクトロ・フェントン反応に基づき電極に吸着した不要物質等を分解している状態にあっては、液体排出部１２から排出された液体は中和槽２１において中和され、凝集槽２２において液体中の固形物が凝集され、凝集槽２２で凝集した固形物は沈殿槽２３で沈殿され、清浄になった液体は最終的に外部に放流される。中和槽２１に添加する中和剤として塩酸、硫酸、酢酸、クエン酸、リン酸等の酸性の中和剤を使用し、凝集槽２２に添加する無機凝集剤として、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、第２塩化鉄、ポリ硫酸第２鉄、硫酸第１鉄、消石灰（水酸化カルシウム）等を使用することができるし、有機凝集剤として高分子凝集剤を使用することができる。凝縮された固形物は、例えば、鉄系の固形物であり、フェントン試薬として再生可能である場合がある。

　また、バクテリオファージＭＳ２の吸着試験（除去評価試験）［General Testing Protocol #6, WHO］で使用されている general test water を使用して行った。即ち、実施例１の不要物質除去装置（分離装置）を用いて、不要物質等として０．１グラムのバクテリオファージＭＳ２が含まれる１００ｃｍ³の液体（規定の試験水）から、フェントン反応に基づき不要物質等を除去、分離した。試験点数を６点とした。具体的には、図３に示した除去槽（分離槽）１０の流路４０内にバクテリオファージＭＳ２が含まれる液体を充填し、試験開始時、２０分経過後、４０分経過後及び６０分経過後のウイルス感染価［Ｌｏｇ₁₀（ｐｆｕ）／ミリリットル］を求めた。その結果を図６に示す。従来の活性炭と比較して、バクテリオファージＭＳ２を格段に高い除去率で除去、分離することができた。ここで、図６において、「Ａ」は実施例１Ａ、「Ｂ」は比較例１Ａ、「Ｃ」は比較例１Ｂを示す。

　このような実施例１の不要物質除去方法（分離方法）にあっては、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ、及び、一対の電極３１Ａ，３１Ｂによって構成された流路４０によって、一種の水浄化フィルタが構成される。そして、エレクトロ・フェントン反応に基づき、電極に吸着した不要物質等を分解することで、フィルタとして機能する電極の再生を行うことができる。また、高い効率で不要物質等を除去、分離することが可能であり、高度の水浄化を行うことができる。しかも、一対の電極３１Ａ，３１Ｂに電圧を印加しない状態でも、液体導入部から流路に液体を導入して、除去すべき不要物質（分離すべき物質）を電極に吸着させることができるので、消費電力の低減を図ることができる。また、液体からの不要物質等の除去、分離を低コストで実現することができるし、簡素な構成、構造の浄化装置を提供することができる。

　尚、一対の電極３１Ａ，３１Ｂの一方を構成する電極層３３Ａ，３３Ｂは多孔質炭素材料を含み、一対の電極３１Ａ，３１Ｂの他方を構成する電極層３３Ａ，３３Ｂは炭素系材料（具体的には、多孔質炭素材料、及び、例えば、カーボンブラックのような導電性カーボン、ホウ素ドープカーボン等、導電性が高く、過電圧の低い電極材料）あるいは白金黒を含む構成においても、一対の電極３１Ａ，３１Ｂを櫛型電極とするが故に、不要物質等を高い除去率で除去することができた。あるいは又、一対の電極３１Ａ，３１Ｂのそれぞれを構成する電極層３３Ａ，３３Ｂが炭素系材料を含む構成においても、一対の電極３１Ａ，３１Ｂを櫛型電極とするが故に、不要物質等を高い除去率で除去することができた。

　実施例１の不要物質除去装置（但し、第２の態様に係る不要物質除去装置）（あるいは、分離装置）における電極及び流路の概念図を図７に示し、実施例１の不要物質除去装置（あるいは、分離装置）における電極［但し、本開示の第２の態様に係る不要物質除去装置（あるいは、分離装置）における電極］の模式的な一部断面図を図８に示すように、一対の電極３１ａ，３１ｂを平行平板の電極とし、一対の電極３１ａ，３１ｂの少なくとも一方は（実施例１にあっては両方が）、基部３２ａ，３２ｂ、及び、基部３２ａ，３２ｂの表面に設けられた多孔質炭素材料を含む電極層３３ａ，３３ｂから成るといった実施例１の不要物質除去装置（あるいは、分離装置）においても、一対の電極３１ａ３１ｂに電圧を印加した状態で、流路４０’を流れる液体中の不要物質等（即ち、除去すべき不要物質あるいは分離すべき物質）を電極（電極３１ａ、又は、電極３１ｂ、又は、電極３１ａ及び電極３１ｂ）に吸着させることで、電極３１ａ，３１ｂの電極層３３ａ，３３ｂを多孔質炭素材料から構成するが故に、また、２つの電極３１ａ，３１ｂによって一種の通液型キャパシタ（電気二重層キャパシタ）が構成されるが故に、不要物質等を高い除去率で除去、分離することができた。尚、基部３２ａ，３２ｂと電極層３３ａ，３３ｂとの間には、導電材料層３４ａ，３４ｂが挟み込まれている。

　また、例えば、円筒形あるいは管状の除去槽の中心部に電極の一方を配置し、除去槽の側壁の内面あるいは内壁に電極の他方を配置するといった構造を採用することもできる。

　実施例２は、本開示の第２の態様に係る不要物質の除去方法（分離方法）に関する。実施例２にあっても、実施例１において説明した不要物質除去装置（本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置）（あるいは、分離装置）を用いる。実施例２の不要物質除去方法（分離方法）にあっては、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ，３１ａ，３１ｂ、及び、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ，３１ａ，３１ｂによって構成された流路４０によって、エレクトロ・フェントン反応に基づく不要物質の除去方法（分離すべき物質の分離方法）が実行される。

　即ち、一対の電極３１Ａ，３１Ｂ，３１ａ，３１ｂに電圧を印加した状態で、液体導入部１１から流路４０に液体を導入し、フェントン試薬導入部１３等から流路４０にフェントン試薬を流路４０に導入し、エレクトロ・フェントン反応に基づき、液体中の除去すべき不要物質を分解し、あるいは又、液体中の分離すべき物質を分離、分解する。

　液体排出部１２から排出された液体は中和槽２１において中和され、凝集槽２２において液体中の固形物が凝集され、凝集槽２２で凝集した固形物は沈殿槽２３で沈殿され、清浄になった液体は最終的に外部に放流される。

　実施例２にあっても、高い効率で不要物質を除去することができ、あるいは又、物質を分離することができ、高度の水浄化を行うことができた。

　実施例３は、本開示の分離装置及び分離方法に関する。

　実施例３の分離装置は、
　分離槽１０、
　分離槽１０内に配された一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂ（陽極３１Ａ，３１ａ及び陰極３１Ｂ，３１ｂ）、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂによって構成された流路４０、
　分離すべき物質を含む液体（具体的には、水）を流路４０に導入する液体導入部１１、
　液体を流路４０から排出する液体排出部１２、並びに、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂに電圧を印加する電源装置１６、
を備えており、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂは、櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む。

　分離すべき物質は帯電していることが好ましい。また、想定される空間速度ＳＶとして、１×１０⁰乃至１×１０⁴（Ｈｒ^-1）を挙げることができる。場合によっては、例えば、ポリ塩化アルミニウムのような物質を添加することで、分離すべき物質の粒径を大きくすると同時に帯電させることが可能である。また、空間速度ＳＶの値は、実施例１～実施例２にも適用することができる。

　尚、実施例３の分離装置の概念図は、図１に示した実施例１の不要物質除去装置を構成する除去層１０（電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂ、流路４０、液体導入部１１、液体排出部１２及び電源装置１６を含む）の概念図と同様である。また、実施例３の分離装置における電極及び流路の概念図は図２あるいは図７と同様であるし、実施例３の分離装置における電極の模式的な一部断面図は、図３Ａ及び図３Ｂと同様であるし、電極の模式的な斜視図は図４と同様であるし、また、実施例３の分離装置における電極の模式的な一部断面図は、図８Ａ及び図８Ｂと同様である。

　実施例３の分離装置は、フェントン試薬を流路４０に導入するフェントン試薬導入部１３、導入部１４を備えていない点を除き、実質的に実施例１の不要物質除去装置の一部と同じ構成、構造を有する。実施例３の分離装置は、液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部１５を更に備えていてもよい。また、液体排出部１２から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置１７、センサ部１８を更に備えていてもよい。各電極は、実施例１において説明したと同様に、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含み、一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、一対の電極の他方を構成する電極層は、前述したダイアモンド・ライク・カーボン等の材料から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を含む。あるいは又、一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む。多孔質炭素材料の特性は、実施例１において説明したとおりである。液体排出部１２から排出された液体を中和する中和槽２１、液体中の固形物を凝集する凝集槽２２、凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽２３を更に備えていてもよい。

　以上のとおり、実施例３の分離装置の構成、構造は、実質的に実施例１において説明した不要物質除去装置の一部の構成、構造と同様とすることができるので、実施例３の分離装置の詳細な説明は省略する。

　実施例３の分離方法は、
　分離槽１０、
　分離槽１０内に配された一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂ（陽極３１Ａ，３１ａ及び陰極３１Ｂ，３１ｂ）、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂによって構成された流路４０、
　分離すべき物質を含む液体（具体的には、水）を流路４０に導入する液体導入部１１、
　液体を流路４０から排出する液体排出部１２、並びに、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂに電圧を印加する電源装置１６、
を備えており、
　一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂは、櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む実施例３の分離装置を用いた分離方法であって、
　電源装置１６から一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂ（陽極３１Ａ，３１ａ及び陰極３１Ｂ，３１ｂ）に電圧を印加し、液体導入部１１から流路に液体を導入して、分離すべき物質と少なくとも一方の電極との間に電気二重層を形成し、以て、電気二重層が形成された電極近傍において、分離すべき物質を液体から分離する。分離すべき物質は、帯電状態に依存するが、陽極３１Ａ，３１ａに吸着し、あるいは又、陰極３１Ｂ，３１ｂに吸着する。液体は液体排出部１２から排出されるが、場合によっては、液体排出部１２から排出される液体の特性をモニタし、適宜、排出された液体の一部又は全部を液体導入部１１から分離槽１０に戻してもよい。ところで、電気二重層を形成するためには、液体中に電荷を有する成分（陽イオン及び陰イオン）の存在が必要とされる。通常の水の場合、Ｈ⁺及びＨ₃Ｏ⁺並びにＯＨ^-が存在する。電気二重層を大きくするためには、例えば、電極面積を大きくすればよい。あるいは又、多孔性材料から電極を構成することで、平坦な表面を有する電極よりも電気二重層を大きく形成することが可能となる。

　具体的には、一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂに電圧を印加した状態として、分離すべき物質を含む液体を分離槽１０へ導入することで、負の電荷を帯びた分離すべき物質は陽極３１Ａ，３１ａに吸着し、正の電荷を帯びた分離すべき物質は陰極３１Ｂ，３１ｂに吸着する。あるいは又、流路を流れる液体や物質が分極され、物質が電極に吸着されるし、流路を流れるイオン性の物質が電極に吸着される。

　そして、ある程度の量の物質が電極に吸着した後、分離すべき物質を含む液体の分離槽１０への導入を中止し、分離槽１０に液体導入部１１から回収用液体を流す。次いで、一対の電極３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂに逆の電圧を印加する。即ち、陽極３１Ａ，３１ａを負の電位ととする。これによって、陽極３１Ａ，３１ａに吸着した物質を陽極３１Ａ，３１ａから離脱させることができる。陽極３１Ａ，３１ａから離脱した物質は、回収用液体と共に、液体排出部１２から排出される。そして、適切な方法で回収用液体から物質を回収すればよい。また、同様にして、陰極３１Ｂ，３１ｂを正の電位とする。これによって、陰極３１Ｂ，３１ｂに吸着した物質を陰極３１Ｂ，３１ｂから離脱させることができる。陰極３１Ｂ，３１ｂから離脱した物質は、回収用液体と共に、液体排出部１２から排出される。

　陽極３１Ａ，３１ａに吸着させる物質、回収用液体、回収用液体から物質の回収方法の組合せとして、以下を例示することができる。

［ケースＡ］
分離、回収すべき物質：表面にマイナス電荷を有するウイルスや細菌類
回収用液体　　　　　：水や、低濃度エタノール混合水等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。分離、回収すべき物質を不活性化してもよい場合には、加熱してもよい。
［ケースＢ］
分離、回収すべき物質：マイナス電荷を有するタンパク質や高分子
回収用液体　　　　　：水や、低濃度エタノール混合水、その他、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。分離、回収すべき物質の構造が破壊されてもよい場合には、加熱してもよい。
［ケースＣ］
分離、回収すべき物質：表面にマイナス電荷を有する有機分子
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。
［ケースＤ］
分離、回収すべき物質：表面にマイナス電荷を有する無機イオン
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。
［ケースＥ］
分離、回収すべき物質：表面にマイナス電荷を有するコロイド粒子
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。

　陰極３１Ｂ，３１ｂに吸着させる物質、回収用液体、回収用液体から物質の回収方法の組合せとして、以下を例示することができる。

［ケースａ］
分離、回収すべき物質：表面にプラス電荷を有するウイルスや細菌類
回収用液体　　　　　：水や、低濃度エタノール混合水等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。分離、回収すべき物質を不活性化してもよい場合には、加熱してもよい。
［ケースｂ］
分離、回収すべき物質：プラス電荷を有するタンパク質や高分子
回収用液体　　　　　：水や、低濃度エタノール混合水、その他、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。分離、回収すべき物質の構造が破壊されてもよい場合には、加熱してもよい。
［ケースｃ］
分離、回収すべき物質：表面にプラス電荷を有する有機分子
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。
［ケースｄ］
分離、回収すべき物質：表面にプラス電荷を有する無機イオン
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。
［ケースｅ］
分離、回収すべき物質：表面にプラス電荷を有するコロイド粒子
回収用液体　　　　　：水や、有機溶媒等
物質の回収方法　　　：分離、回収すべき物質を吸着した電極を回収用液体に浸漬することで回収する。加熱してもよい。

　分離すべき物質を含む液体が陽極３１Ａ，３１ａと接する直前に分離すべき物質を含む液体が陽イオン交換樹脂を通過するように、分離槽１０内に、具体的には、分離槽１０内の陽極３１Ａ，３１ａの上流領域に陽イオン交換樹脂を配置してもよいし、分離すべき物質を含む液体が陰極３１Ｂ，３１ｂと接する直前に分離すべき物質を含む液体が陰イオン交換樹脂を通過するように、分離槽１０内に、具体的には、分離槽１０内の陰極３１Ｂ，３１ｂの上流領域に陰イオン交換樹脂を配置してもよい。

　以上、好ましい実施例に基づき本開示を説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。実施例において説明した不要物質除去装置、分離装置あるいは不要物質除去方法、分離方法は、適宜、変更することができるし、また、実施例において説明した多孔質炭素材料、原料（植物由来の材料）、製造方法、製造条件等も例示であり、適宜、変更することができる。導電材料層を備えることは必須ではなく、基部を導電材料から構成する場合、導電材料層は不要である。

　本開示の第１の態様～第２の態様に係る不要物質除去装置によって、例えば、水の浄化による飲料水の取得を目的とした高品質の水浄化フィルタや浄化装置、汚水中のウイルスや細菌、有機物、汚染物質の除去、再生水の取得を目的とした高品質のフィルタや浄化装置を提供することができる。また、各種設備から排出される液体（例えば、食器洗浄機や洗濯機、水を使用する各種電気製品からの廃液、工場廃液）の処理を行うこともできる。また、本開示の分離装置によって、例えば、ウイルスや細菌、菌類を回収する回収装置；有機分子や高分子物質、アミノ酸から成る遺伝子やタンパク質等を回収する回収装置；無機イオンや、無機イオンを含むコロイド状物質を回収する回収装置；重金属イオンや、重金属イオンを含むコロイド状物質を回収する回収装置を提供することができる。

　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《不要物質除去装置・・・第１の態様》
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている不要物質除去装置。
［Ａ０２］フェントン試薬導入部は、酸素原子を含む気体又は液体を流路に導入する導入部を備えている［Ａ０１］に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０３］一対の電極に電圧を印加する電源装置を更に備えている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０４］液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０５］液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０６］各電極は、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含む［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０７］一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、
　一対の電極の他方を構成する電極層は、ダイアモンド・ライク・カーボン、グラッシー・カーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、ホウ素ドープカーボン、白金、金、銀、白金黒及びステンレス鋼から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を含む［Ａ０６］に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０８］一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む［Ａ０６］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ａ０９］多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足する［Ａ０７］又は［Ａ０８］に記載の不要物質除去装置。
［Ａ１０］液体排出部から排出された液体を中和する中和槽、
　中和槽から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽、及び、
　凝集槽で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽、
を更に備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０１］《不要物質除去装置・・・第２の態様》
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極の少なくとも一方は、基部、及び、基部の表面に設けられた多孔質炭素材料を含む電極層から成る不要物質除去装置。
［Ｂ０２］フェントン試薬導入部は、酸素原子を含む気体又は液体を流路に導入する導入部を備えている［Ｂ０１］に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０３］一対の電極に電圧を印加する電源装置を更に備えている［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０４］液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０５］液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０６］一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０７］多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｂ０８］液体排出部から排出された液体を中和する中和槽、
　中和槽から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽、及び、
　凝集槽で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽、
を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の不要物質除去装置。
［Ｃ０１］《不要物質除去方法・・・第１の態様》
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている除去装置を用いた除去方法であって、
　液体導入部から流路に液体を導入し、除去すべき不要物質を電極に吸着させた後、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、電極に吸着した除去すべき不要物質を分解する不要物質除去方法。
［Ｃ０２］《不要物質除去方法・・・第２の態様》
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている除去装置を用いた除去方法であって、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、液体導入部から流路に液体を導入し、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、液体中の除去すべき不要物質を分解する不要物質除去方法。

　また、本開示は、以下のような分離装置、分離方法に適用することもできる。
［Ｄ０１］《分離装置・・・第１の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む分離装置。
［Ｄ０２］分離すべき物質は帯電している［Ｄ０１］に記載の分離装置。
［Ｄ０３］液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の分離装置。
［Ｄ０４］液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｄ０５］各電極は、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含む［Ｄ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｄ０６］一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、
　一対の電極の他方を構成する電極層は、ダイアモンド・ライク・カーボン、グラッシー・カーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、ホウ素ドープカーボン、白金、金、銀、白金黒及びステンレス鋼から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を含む［Ｄ０５］に記載の分離装置。
［Ｄ０７］一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む［Ｄ０５］に記載の分離装置。
［Ｄ０８］多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足する［Ｄ０１］乃至［Ｄ０７］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｅ０１］《分離装置・・・第２の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている分離装置。
［Ｅ０２］フェントン試薬導入部は、酸素原子を含む気体又は液体を流路に導入する導入部を備えている［Ｅ０１］に記載の分離装置。
［Ｅ０３］一対の電極に電圧を印加する電源装置を更に備えている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の分離装置。
［Ｅ０４］液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｅ０５］液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｅ０６］各電極は、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含む［Ｅ０１］乃至［Ｅ０５］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｅ０７］一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、
　一対の電極の他方を構成する電極層は、ダイアモンド・ライク・カーボン、グラッシー・カーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、ホウ素ドープカーボン、白金、金、銀、白金黒及びステンレス鋼から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を含む［Ｅ０６］に記載の分離装置。
［Ｅ０８］一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む［Ｅ０６］に記載の分離装置。
［Ｅ０９］多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足する［Ｅ０７］又は［Ｅ０８］に記載の分離装置。
［Ｅ１０］液体排出部から排出された液体を中和する中和槽、
　中和槽から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽、及び、
　凝集槽で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽、
を更に備えている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０９］のいずれか１項に記載の分離装置。
［Ｆ０１］《分離装置・・・第３の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極の少なくとも一方は、基部、及び、基部の表面に設けられた多孔質炭素材料を含む電極層から成る分離装置。
［Ｇ０１］《分離方法・・・第１の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む分離装置を用いた分離方法であって、
　電源装置から一対の電極に電圧を印加し、液体導入部から流路に液体を導入して、分離すべき物質と少なくとも一方の電極との間に電気二重層を形成し、以て、電気二重層が形成された電極近傍において、分離すべき物質を液体から分離する分離方法。
［Ｇ０２］《分離方法・・・第２の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている分離装置を用いた分離方法であって、
　液体導入部から流路に液体を導入し、分離すべき物質を電極に吸着させた後、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、電極に吸着した分離すべき物質を分解する分離方法。
［Ｇ０３］《分離方法・・・第３の態様》
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている分離装置を用いた分離方法であって、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、液体導入部から流路に液体を導入し、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、液体中の分離すべき物質を分解する分離方法。

１０・・・除去槽、１１・・・液体導入部、１２・・・液体排出部、１３・・・フェントン試薬導入部、１４・・・導入部、１５・・・ｐＨ調整剤導入部、１６・・・電源装置、１７・・・モニタ装置、１８・・・センサ部、２１・・・中和槽、２２・・・凝集槽、２３・・・沈殿槽、３１Ａ，３１ａ，３１Ｂ，３１ｂ・・・電極、３２Ａ，３２ａ，３２Ｂ，３２ｂ・・・基部、３３Ａ，３３ａ，３３Ｂ，３３ｂ・・・電極層、３４Ａ，３４ａ，３４Ｂ，３４ｂ・・・導電体層、３５・・・ライニング材、４０・・・流路

Claims

　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている不要物質除去装置。
　フェントン試薬導入部は、酸素原子を含む気体又は液体を流路に導入する導入部を備えている請求項１に記載の不要物質除去装置。
　一対の電極に電圧を印加する電源装置を更に備えている請求項１に記載の不要物質除去装置。
　液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を流路に導入するｐＨ調整剤導入部を更に備えている請求項１に記載の不要物質除去装置。
　液体排出部から排出される液体の特性をモニタするモニタ装置を更に備えている請求項１に記載の不要物質除去装置。
　各電極は、基部、及び、基部の表面に設けられた電極層を含む請求項１に記載の不要物質除去装置。
　一対の電極の一方を構成する電極層は、多孔質炭素材料を含み、
　一対の電極の他方を構成する電極層は、ダイアモンド・ライク・カーボン、グラッシー・カーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、ホウ素ドープカーボン、白金、金、銀、白金黒及びステンレス鋼から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を含む請求項６に記載の不要物質除去装置。
　一対の電極のそれぞれを構成する電極層は、多孔質炭素材料を含む請求項６に記載の不要物質除去装置。
　多孔質炭素材料の全細孔体積Ｖ_Totalは、１．０ｃｍ³／グラム乃至２．０ｃｍ³／グラムであり、０．１μｍ乃至２．０μｍの細孔体積Ｖ_Macroは、０．３ｃｍ³／グラム乃至１．０ｃｍ³／グラムであり、
０．０５≦Ｖ_Macro／Ｖ_Total≦１．０
を満足する請求項８に記載の不要物質除去装置。
　液体排出部から排出された液体を中和する中和槽、
　中和槽から排出された液体中の固形物を凝集させる凝集槽、及び、
　凝集槽で凝集した固形物を沈殿させる沈殿槽、
を更に備えている請求項１に記載の不要物質除去装置。
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備えており、
　一対の電極の少なくとも一方は、基部、及び、基部の表面に設けられた多孔質炭素材料を含む電極層から成る不要物質除去装置。
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている除去装置を用いた除去方法であって、
　液体導入部から流路に液体を導入し、除去すべき不要物質を電極に吸着させた後、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、電極に吸着した除去すべき不要物質を分解する不要物質除去方法。
　除去槽、
　除去槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　フェントン試薬を流路に導入するフェントン試薬導入部、
　除去すべき不要物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、並びに、
　液体を流路から排出する液体排出部、
を備え、
　一対の電極は、櫛型電極から構成されている除去装置を用いた除去方法であって、
　一対の電極に電圧を印加した状態で、液体導入部から流路に液体を導入し、フェントン試薬導入部から流路にフェントン試薬を流路に導入し、液体中の除去すべき不要物質を分解する不要物質除去方法。
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む分離装置。
　分離槽、
　分離槽内に配された一対の電極、
　一対の電極によって構成された流路、
　分離すべき物質を含む液体を流路に導入する液体導入部、
　液体を流路から排出する液体排出部、並びに、
　一対の電極に電圧を印加する電源装置、
を備えており、
　一対の電極は櫛型電極から構成されており、
　少なくとも一方の電極は多孔質炭素材料を含む分離装置を用いた分離方法であって、
　電源装置から一対の電極に電圧を印加し、液体導入部から流路に液体を導入して、分離すべき物質と少なくとも一方の電極との間に電気二重層を形成し、以て、電気二重層が形成された電極近傍において、分離すべき物質を液体から分離する分離方法。