WO2022004594A1 - 炭素質材料及びその製造方法、並びに浄水用フィルター及び浄水器 - Google Patents

炭素質材料及びその製造方法、並びに浄水用フィルター及び浄水器 Download PDF

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Abstract

本発明の一局面は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であり、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が８０％以上であり、且つ、前記ＢＥＴ比表面積と窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下である、炭素質材料に関する。 Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ （式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）

Description

炭素質材料及びその製造方法、並びに浄水用フィルター及び浄水器
　本発明は、炭素質材料に関する。さらに、炭素質材料の製造方法、炭素質材料を用いた浄水用フィルター及び浄水器に関する。
　近年、飲料水、特に水道水の水質に関する安全衛生上の関心が高まってきており、飲料水中に含まれる遊離残留塩素、トリハロメタン類、黴臭などの有害物質を除去することが望まれている。特に、水道水中に溶存している微量のトリハロメタンは、発ガン性物質であることが疑われている。
　トリハロメタンとは、メタン分子の４個の水素原子の内、３個がハロゲンによって置換された化合物の総称であり、クロロホルム、ジクロロブロモメタン、クロロジブロモメタン、ブロモホルムなどがその代表例であり、類似の化合物として、エタンの水素原子のうち３個を塩素原子に置き換えた有機ハロゲン化合物である１，１，１－トリクロロエタンが浄水器の除去対象物質となっている。
　上述したような有害物資を、炭素質材料を用いて除去する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、比表面積、表面酸化物量、並びに、ＭＰ法による細孔分布から求めた所定のサイズを有する細孔容積の割合と、ＤＨ法による細孔分布から求めた所定のサイズを有する細孔容積の割合とを規定した活性炭を用いて、クロロホルムや１，１，１－トリクロロエタンの除去性能を高めることが開示されている。また、特許文献２にも、所定の細孔容積比率を有する多孔質炭素を含有する吸着剤によって、トリハロメタン類等を吸着できることが報告されている。
　一方、上述した有害物質の中でもトリハロメタンは除去し難い物質であり、その中でもクロロホルムは最も除去し難い物質であるため、水道水等からより有効にクロロホルム除去するため手段が望まれている。
　特に海外では、ＮＳＦ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）に代表されるような基準においても、クロロホルム除去性能が他の物質除去の代替評価にもなっており、そのような観点からもクロロホルム除去性能の向上が望まれているのが実情である。
　しかしながら、上述したような従来の活性炭や多孔質炭素材料では、クロロホルム除去性能はまだ十分であるとは言えず、さらなる高いクロロホルム除去性能が求められている。
　また、炭素質材料において単にクロロホルム静的吸着性能だけを高めても、一方で、通水性能に劣り、浄水器等の用途に使用した場合にすぐ寿命がきてしまうこともわかってきた。
特許５９３６４２３号公報 特開２００６－２４７５２７号公報
　本発明の課題は、従来よりも優れたクロロホルム除去性能を発揮でき、かつ高寿命である炭素質材料およびそれを用いた浄水器等を提供することにある。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記構成を有する炭素質材料によって上記課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
　すなわち、本発明の一局面に関する炭素質材料は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であり、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が８０％以上であり、且つ、前記ＢＥＴ比表面積と窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下であることを特徴とする。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　また、本発明の他の局面に関する炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下であり、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積と炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．３００～１．６００ｎｍである、炭素質材料。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　以下、本発明に係る実施形態について具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
　［炭素質材料］
　＜第一実施形態＞
　本発明の第一実施形態に係る炭素質材料は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であり、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が８０％以上であり、且つ、前記ＢＥＴ比表面積と窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下であることを特徴とする。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　上記構成によれば、非常に優れたクロロホルム除去性能を有し、かつ、高寿命である炭素質材料を提供することができる。特に、本実施形態の炭素質材料は、クロロホルムに対する吸着速度も速い。通常、浄水器などで有害物質を除去する場合、接触時間が短いことから、吸着速度が速い方が高いクロロホルム除去性能を有することとなる。よって、本発明によれば、従来よりも優れたクロロホルム除去性能を発揮でき、かつ高寿命である炭素質材料およびそれを用いた浄水器等を提供することができる。
　（比表面積）
　本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着法により算出されるＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積がこの範囲にあることによって、活性炭粒子の密度が高くなり、容積当たりの充填量が上がるという利点がある。ＢＥＴ比表面積のより好ましい上限値は、９８０ｍ２／ｇ以下であり、さらに好ましくは、９７０ｍ２／ｇ以下、特に好ましくは９５０ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積の下限値は、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、７５０ｍ２／ｇ以上であり、好ましくは８００ｍ２／ｇ以上である。
　炭素質材料の比表面積は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法を用いて算出することができるが、窒素吸着等温線の測定及び比表面積の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［比表面積の測定］に記載の方法により実施することができる。
　（細孔容積）
　本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔直径を有する細孔の細孔容積（単に、「０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積」とも言う）の割合（％）が８０％以上である。このように、全細孔容積に対する前記範囲の細孔の細孔容積割合が８０％以上であることによって、クロロホルムの動的吸着に優れる炭素質材料となる。
　前記割合のより好ましい範囲は、８０．５％以上であり、さらに好ましくは８０．８％以上である。上限は特に限定されないが、拡散性という観点から、９０％以下であることが好ましく、８５％以下であることがより好ましい。
　さらに、好ましい実施態様において、本実施形態の炭素質材料は、前記ＨＫ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下であることが望ましい。全細孔容積がこの範囲にあることによって、クロロホルムの動的吸着により優れる炭素質材料となる。
　前記全細孔容積のより好ましい上限値は、０．３９０ｍＬ／ｇ以下であり、さらに好ましくは、０．３８５ｍＬ／ｇ以下である。前記孔容積の下限値は特に限定はされないが、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、好ましくは０．３２０ｍＬ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３３０ｍＬ／ｇ以上である。
　また、好ましい実施態様において、本実施形態の炭素質材料は、前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積が０．２５０ｍＬ／ｇ以上０．３５０ｍＬ/ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの動的吸着に優れる炭素質材料をより確実に得ることができると考えられる。
　前記０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔容積の好ましい下限値は、０．２６０Ｌ／ｇ以上であり、さらに好ましくは０．２７０Ｌ／ｇ以上である。一方、より好ましい上限値は０．３４０Ｌ／ｇ以下であり、さらに好ましくは、０．３２０Ｌ／ｇ以下である。
　炭素質材料の細孔容積および全細孔容積は、窒素吸着等温線からＨＫ（Ｈｏｒｖａｔｈ　Ｋａｗａｚｏｅ）法を用いて算出することができる。窒素吸着等温線の測定及び細孔容積等の算出は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［ＨＫ法による細孔容積および全細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
　（平均細孔直径）
　本実施形態の炭素質材料は、前記比表面積および前記孔容積から求められる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下である。平均細孔直径がこの範囲にあることによって、クロロホルム除去性能に優れる炭素質材料となる。
　前記平均細孔直径のより好ましい上限値は、１．６１２ｎｍ以下であり、さらに好ましくは、１．６１０ｎｍ以下である。前記平均細孔直径の下限値は特に限定はされないが、平均細孔直径が小さすぎるとクロロホルムの吸着に最適な細孔が低減するという観点から、好ましくは１．４５０ｎｍ以上、より好ましくは１．５１０ｎｍ以上、さらに好ましくは１．５３０ｎｍ以上である。
　本実施形態において、平均細孔直径は、前記ＢＥＴ比表面積と前記ＨＫ法孔容積とを用いて、下記式により得られる。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　詳細には、本実施形態の平均細孔直径は、後述の［窒素吸着等温線の測定］及び［平均細孔直径の測定］に記載の方法により実施することができる。
　以上、本実施形態における比表面積、細孔容積の割合及び平均細孔直径の各々について技術的意義の説明を試みたが、炭素質材料（吸着媒）の構造と吸着質に対する吸着特性の関係は複雑であり、ベンゼン吸着量、比表面積、孔容積及び平均細孔直径は別個独立に吸着質に対する吸着特性と直ちに相関しない場合もある。クロロホルムを効率よく除去することが可能な炭素質材料を実現するには、上述したような比表面積、細孔容積の割合及び平均細孔直径のバランスが重要であることに留意すべきである。
　（ベンゼン吸着量）
　ベンゼン吸着量は、炭素質材料の賦活の進行度合いを示す指標である。クロロホルムをより効率よく吸着するには、ミクロ孔が多い炭素質材料が適する傾向にある。よって、第一実施形態に係る炭素質材料では、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下の範囲にあることが好ましく、それにより、さらに優れたクロロホルム吸着性能を発揮すると考えられる。
　優れたクロロホルム吸着性能を実現する観点から、炭素質材料のベンゼン吸着量は、２８重量％以下の範囲にあり、より好ましい上限値は、好ましくは２７重量％以下、さらに好ましくは２６．５重量％以下である。ベンゼン吸着量の下限値は特に限定はされないが、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、２０重量％以上であり、好ましくは２１重量％以上、より好ましくは２２重量％以上である。
　炭素質材料のベンゼン吸着量は、後述の［ベンゼン吸着量の測定］に記載の方法により測定することができる。
　＜第二実施形態＞
　次に、本発明の第二実施形態に係る炭素質材料について説明する。本発明の第二実施形態に係る炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下であり、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積と炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式：
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）により得られる平均細孔直径が１．３００～１．６００ｎｍであることを特徴とする。
　上記構成によっても、上述の第一実施形態と同様に、非常に優れたクロロホルム除去性能を有し、かつ、高寿命である炭素質材料を提供することができる。また、本実施形態の炭素質材料もクロロホルムに対する吸着速度が速く、優れたクロロホルム除去性能を有することとなる。
　（ベンゼン吸着量）
　本実施形態に係る炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下の範囲にあり、それにより優れたクロロホルム吸着性能を有する。
　優れたクロロホルム吸着性能を実現する観点から、炭素質材料のベンゼン吸着量は、２８重量％以下の範囲にあり、より好ましい上限値は、好ましくは２７重量％以下、さらに好ましくは２６．５重量％以下である。ベンゼン吸着量の下限値は特に限定はされないが、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、２０重量％以上であり、好ましくは２１重量％以上、さらに好ましくは２２重量％以上である。
　炭素質材料のベンゼン吸着量は、第一実施形態と同様の方法により測定することができる。
　（平均細孔直径）
　本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積および前記全細孔容積から求められる平均細孔直径が１．３００～１．６００ｎｍ未満である。平均細孔直径がこの範囲にあることによって、クロロホルム除去性能に優れる炭素質材料となる。
　前記平均細孔直径のより好ましい上限値は、１．５９０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは、１．５７５ｎｍ以下である。前記平均細孔直径のより好ましい下限値は１．３４０ｎｍ以上、さらに好ましくは１．３５５ｎｍ以上である。
　本実施形態において、平均細孔直径は、前記ＢＥＴ比表面積と前記ＤＦＴ法全細孔容積とを用いて、Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）という式によって得られる。
　詳細には、本実施形態の平均細孔直径は、後述の［平均細孔直径の測定］に記載の方法により実施することができる。
　本実施形態におけるベンゼン吸着量、並びに、平均細孔直径について技術的意義の説明を試みたが、第一実施形態と同様、炭素質材料（吸着媒）の構造と吸着質に対する吸着特性の関係は複雑であり、ベンゼン吸着量、並びに、平均細孔直径は別個独立に吸着質に対する吸着特性と直ちに相関しない場合もある。クロロホルムを効率よく除去することが可能な炭素質材料を実現するには、上述したようなベンゼン吸着量、並びに、平均細孔直径のバランスが重要であることに留意すべきである。
　第二実施形態の炭素質材料は、さらに、以下の特性を備えていることが好ましい。
　（細孔容積）
　本実施形態の炭素質材料は、炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの動的吸着に優れる炭素質材料をより確実に得ることができると考えられる。
　本実施形態において全細孔容積とは、炭素質材料の有するＤＦＴ解析による０．３０～１．４８ｎｍの範囲の細孔容積を指し、そのより好ましい上限値は、０．３９０ｍＬ／ｇ以下であり、さらに好ましくは、０．３８０ｍＬ／ｇ以下である。前記全細孔容積の下限値は特に限定はされないが、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、好ましくは０．２９０ｍＬ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３００ｍＬ／ｇ以上である。
　さらに、本実施形態の炭素質材料は、前記炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔直径を有する細孔の細孔容積（単に、「０．４～０．７ｎｍの細孔容積」とも言う）が０．１４０～０．１７５ｍＬ／ｇであることが好ましい。全細孔容積及び０．４～０．７ｎｍの細孔容積がこの範囲にあることによって、クロロホルムの動的吸着に優れる炭素質材料をより確実に得ることができると考えられる。
　また、前記細孔容積（０．４～０．７ｎｍ）のより好ましい上限値は、０．１７０ｍＬ／ｇ以下であり、さらに好ましくは、０．１６７ｍＬ／ｇ以下である。一方、より好ましい下限値については、０．１４５ｍＬ／ｇ以上、さらに好ましくは、０．１５０ｍＬ／ｇ以上である。
　さらに、本実施形態の炭素質材料では、全細孔容積に対する、前記０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔容積の割合が０．５３５以下であることが好ましい。前記割合のより好ましい範囲は、０．５３３以下であり、さらに好ましくは０．５３０以下である。下限は特に限定されないが、吸着容量という観点から、０．４００以上であることが好ましく、０．４１０以上であることがより好ましい。
　ここで、全細孔容積とは、上述した全細孔容積を意味し、それに対する前記細孔容積の割合は、前記０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔容積／前記全細孔容積によって算出することができる。
　なお、本実施形態における、炭素質材料の前記全細孔容積及び前記細孔容積は、炭酸ガス吸着ＤＦＴ法によって、すなわち、二酸化炭素吸脱着等温線からＮＬＤＦＴ法の解析を行うことによって算出することができる。二酸化炭素吸脱着等温線の測定及び全細孔容積・細孔容積の算出は、後述の［二酸化炭素吸脱着等温線の測定］及び［ＤＦＴ法による全細孔容積・細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
　（比表面積）
　本実施形態の炭素質材料は、さらに、窒素吸着法により算出されるＢＥＴ比表面積が１０００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積がこの範囲にあることによって、活性炭粒子の密度が高くなり、容積当たりの充填量が上がるという利点がある。ＢＥＴ比表面積のより好ましい上限値は、９８０ｍ２／ｇ以下であり、さらに好ましくは、９７０ｍ２／ｇ以下であり、特に好ましくは９５０ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積の下限値は特に限定はされないが、クロロホルムの吸着に寄与する容積が一定以上必要という観点から、好ましくは７５０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは８００ｍ２／ｇ以上である。
　炭素質材料の比表面積は、第一実施形態と同様の方法により実施することができる。
　さらに、第一実施形態の炭素質材料も第二実施形態の炭素質材料も、それぞれ上述した特性に加えて、以下の特性を備えていることが好ましい。
　（ＭＰ法による細孔容積）
　本実施形態の炭素質材料は、ＭＰ法による全細孔容積が０．２５０ｍＬ／ｇ以上０．６００ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの吸着に最適な細孔が形成されるという利点がある。
　ＭＰ法による全細孔容積のより好ましい上限値は、好ましくは０．５００ｍＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．４５０ｍＬ／ｇ以下である。また、より好ましい下限値は、０．３００ｍＬ／ｇ以上であり、好ましくは０．３５０ｍＬ／ｇ以上である。
　さらに、本実施形態の炭素質材料は、ＭＰ法による０．６ｎｍ以下の細孔容積が、０．１００ｍＬ／ｇ以上０．２５０ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの吸着に寄与しない細孔を低減できるという利点がある。
　ＭＰ法による０．６ｎｍ以下の細孔容積のより好ましい上限値は、好ましくは０．２００ｍＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．１９０ｍＬ／ｇ重量％以下である。また、より好ましい下限値は、０．１５０ｍＬ／ｇ以上であり、好ましくは０．１６０ｍＬ／ｇ以上である。
　また、本実施形態の炭素質材料においては、ＭＰ法による全細孔容積に対する、ＭＰ法による０．６ｎｍ以下の範囲の細孔容積の割合（％）が３５％以上５５％以下であることが好ましい。前記割合のより好ましい上限値は、５０％以下であり、さらに好ましくは４８％以下である。またより好ましい下限値は、４０％以上であることが好ましく、４４％以上であることがより好ましい。
　ここで、全細孔容積に対する前記細孔容積の割合（％）は、「ＭＰ法による０．６ｎｍ以下の範囲の細孔容積」／「ＭＰ法による全細孔容積」×１００によって算出することができる。
　なお、本実施形態における、炭素質材料のＭＰ法による前記全細孔容積及び前記細孔容積は、窒素吸着等温線からＭＰ（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ）法を用いて算出できる。具体的な全細孔容積・細孔容積の算出は、後述の［ＭＰ法による全細孔容積・細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
　（ＤＨ法による細孔容積）
　本実施形態の炭素質材料は、ＤＨ法による１～１００ｎｍの範囲の全細孔容積が０．０７０ｍＬ／ｇ以上０．１８０ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの吸着に影響を与える細孔内の分子拡散性が良くなるという利点がある。なお、「１～１００ｎｍの範囲の全細孔容積」とは、後述する［ＤＨ法による全細孔容積・細孔容積の測定］に記載の方法により測定することができる、細孔直径１ｎｍ～１００ｎｍの範囲の細孔容積を示す。
　前記全細孔容積のより好ましい上限値は、好ましくは０．１５０ｍＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．１４０ｍＬ／ｇ以下である。また、より好ましい下限値は、０．０８０ｍＬ／ｇ以上であり、好ましくは０．０９０ｍＬ／ｇ以上である。
　さらに、本実施形態の炭素質材料は、ＤＨ法による２ｎｍ以下の細孔容積が、０．０４０ｍＬ／ｇ以上０．１２０ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。それにより、クロロホルムの拡散性と吸着性能のバランスが良くなるという利点がある。
　ＤＨ法による２ｎｍ以下の細孔容積のより好ましい上限値は、好ましくは０．１００ｍＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．０９０ｍＬ／ｇ以下である。また、より好ましい下限値は、０．０５０ｍＬ／ｇ以上であり、好ましくは０．０６０ｍＬ／ｇ以上である。
　また、本実施形態の炭素質材料においては、ＤＨ法による１～１００ｎｍ範囲の全細孔容積に対する、ＤＨ法による２ｎｍ以下の範囲の細孔容積の割合（％）が３０％以上９０％以下であることが好ましい。前記割合のより好ましい上限値は、８０％以下であり、さらに好ましくは７０％以下である。またより好ましい下限値は、３５％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。
　ここで、前記全細孔容積に対する前記細孔容積の割合（％）は、「ＤＨ法による２ｎｍ以下の範囲の細孔容積」／「ＤＨ法による１～１００ｎｍ範囲の全細孔容積」×１００によって算出することができる。
　なお、本実施形態における、炭素質材料のＤＨ法による前記全細孔容積及び前記細孔容積は、窒素吸着等温線からＤＨ（Ｄｏｌｌｉｍｏｒｅ－Ｈｅａｌ）法を用いて算出できる。具体的な全細孔容積・細孔容積の算出は、後述の［ＤＨ法による全細孔容積・細孔容積の測定］に記載の方法により実施することができる。
　第一実施形態においても、第二実施形態においても、炭素質材料の形状は、特に限定されず、例えば、粒子状、繊維状（糸状、織り布（クロス）状、フェルト状）などのいずれの形状でもよく、具体的使用態様に応じて適宜選択できるが、単位体積当たりの吸着性能が高いため、粒子状が好ましい。粒子状の炭素質材料である場合、その寸法は特に限定されず、具体的使用態様に応じて適宜粒度等を調整すればよい。
　炭素質材料の原料（炭素質前駆体）は、特に限定されない。例えば植物系の炭素質前駆体（例えば、木材、鉋屑、木炭、ヤシ殻やクルミ殻などの果実殻、果実種子、パルプ製造副生成物、リグニン、廃糖蜜などの植物由来の材料）、鉱物系の炭素質前駆体（例えば、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、コークス、コールタール、石炭ピッチ、石油蒸留残渣、石油ピッチなどの鉱物由来の材料）、合成樹脂系の炭素質前駆体（例えば、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、アクリル樹脂などの合成樹脂由来の材料）、天然繊維系の炭素質前駆体（例えば、セルロースなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維などの天然繊維由来の材料）などが挙げられる。中でも、家庭用品品質表示法で規定される除去対象物質の吸着性能に優れる炭素質材料とし易いことから、植物系の炭素質前駆体が好ましい。したがって好適な一実施形態において、炭素質材料は、植物系の炭素質前駆体に由来する。クロロホルムをより一層効率よく除去し得る炭素質材料を実現し得る観点から、ヤシ殻を原料とすることが好ましい。したがって特に好適な一実施形態において、植物系の炭素質前駆体として、ヤシ殻を用いる。
　本実施形態の炭素質材料は、クロロホルムを非常に効率よく除去することが可能である。したがって、本実施形態の炭素質材料は、浄水するための炭素質材料（浄水用炭素質材料）として好適に使用することができ、水道水を浄水するための炭素質材料（水道水の浄水用炭素質材料）としてより好適に使用することができる。
　［炭素質材料の製造方法］
　本実施形態に係る炭素質材料は、先述の炭素質前駆体を賦活することによって製造される。なお、賦活に先立ち、炭化を必要とする場合、通常、酸素又は空気を遮断して、例えば、４００～８００℃（好ましくは５００～８００℃、さらに好ましくは５５０～７５０℃）で炭化すればよい。この場合、炭素質前駆体の炭化により得られた原料炭を賦活して炭素質材料を製造する。
　比表面積、細孔容積の割合及び平均細孔直径（必要に応じて、ベンゼン吸着量や全細孔容積等）が特定範囲にある炭素質材料を得るための具体的な製造方法は特に限定はされないが、例えば、炭素質材料の原料をアルカリ洗浄すること、及び、その後に流動炉を用いた賦活を行うことを含む製法によって得ることができる。
　賦活前にアルカリ洗浄を行う手段としては、特に限定はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを含む水溶液などに、前記炭素質前駆体を投入し、２時間～１日程度浸漬する方法等が挙げられる。アルカリに浸漬後は、賦活を行う前に、賦活反応に影響のある金属除去の目的で水洗及び／または酸性溶液に浸漬してもよい。
　次に、賦活を行うが、本実施形態における賦活は、賦活炉として流動炉（流動賦活炉）を用いることを特徴とする。これにより、賦活炉としてロータリーキルンを用いる従来法等よりも、クロロホルム除去性能に優れる炭素質材料を得ることができると考えられる。
　前記炭素質前駆体の賦活の条件は、得られる炭素質材料のベンゼン吸着量が上述の範囲となるような条件であれば特に限定はなく、例えば、賦活時の温度は８００～１０００℃程度であってよく、賦活の時間は前記ベンゼン吸着量（所期の賦活の進行度合い）が達成される任意の時間としてよい。
　賦活後の炭素質材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属などの不純物を含むヤシ殻などの植物系の炭素質前駆体や鉱物系の炭素質前駆体を用いた場合、灰分や薬剤を除去するために洗浄する。したがって一実施形態において、本発明の製造方法は、賦活後の炭素質材料を洗浄する工程を含んでもよい。その場合、洗浄には鉱酸や水が用いられ、鉱酸としては洗浄効率の高い塩酸が好ましい。塩酸等の鉱酸を用いて炭素質材料を洗浄（酸洗）する場合には、酸洗後に水洗等を行い、脱酸処理をすることが好ましい。
　洗浄の後、得られた炭素質材料に対して乾燥、必要に応じて粉砕・篩分を実施して、炭素質材料の製品を得ることができる。
　［浄水用フィルター］
　炭素質材料を用いて浄水用フィルターを製造することができる。以下に、好適な実施形態に係る浄水用フィルターを説明する。
　好適な一実施形態において、浄水用フィルターは、上述したような本実施形態に係る炭素質材料と繊維状バインダーを含む。
　繊維状バインダーは、フィブリル化させることによって、炭素質材料を絡めて賦形できるものであれば、特に限定されず、合成品、天然品を問わず幅広く使用可能である。このような繊維状バインダーとしては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、パルプなどが挙げられる。繊維状バインダーの繊維長は４ｍｍ以下であることが好ましい。
　繊維状バインダーは２種以上を組み合わせて使用してもよい。特に好ましくは、ポリアクリロニトリル繊維又はパルプをバインダーとして使用することである。それにより、成型体密度及び成型体強度をさらに上げ、性能低下を抑制することができる。
　好適な一実施形態において、繊維状バインダーの通水性は、ＣＳＦ値で１０～１５０ｍＬ程度である。本実施形態において、ＣＳＦ値はＪＩＳ　Ｐ８１２１「パルプの濾水度試験方法」カナダ標準ろ水度法に準じて測定した値である。また、ＣＳＦ値は、例えば繊維状バインダーをフィブリル化させることによって調整できる。繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０ｍＬ未満となると、通水性が得られず、成型体の強度が低くなり、圧力損失も高くなるおそれがある。一方で、前記ＣＳＦ値が１５０ｍＬを超える場合は、粉末状の活性炭を十分に保持することができず、成型体の強度が低くなる上、吸着性能に劣る可能性がある。
　浄水用フィルターは、除去対象物質の除去性能、成型性などの点から、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを好ましくは４～１０質量部、より好ましくは４．５～６質量部含む。したがって、好適な一実施形態において、浄水用フィルターは、本実施形態に係る炭素質材料と繊維状バインダーを含み、繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０～１５０ｍＬであり、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４～１０質量部含む。なお、浄水用フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
　浄水用フィルターは、本発明の効果が阻害されない限りにおいて、他の機能性成分を含んでもよい。他の機能性成分としては、例えば、溶解性鉛を吸着除去できるチタノシリケートやゼオライト系粉末などの鉛吸着材やイオン交換樹脂又はキレート樹脂、あるいは抗菌性を付与するために銀イオン及び／又は銀化合物を含んだ各種吸着材などが挙げられる。
　本実施形態に係る浄水用フィルターは、本実施形態に係る炭素質材料を含むことから、クロロホルムを非常に効率よく除去することが可能である。通水条件は特に限定されないが、圧力損失が極度に大きくならないように３００～６５００／ｈｒの空間速度（ＳＶ）で実施される。原水及び透過水中の除去対象物質の濃度から計算される各除去率と、通水開始から流した水量（Ｌ）と浄水カートリッジの容積（ｍＬ）の比（累積透過水量Ｌ／ｍＬ）との関係をプロットすることにより、浄水用フィルターの性能を確認することができる。
　［浄水器］
　炭素質材料又は浄水用フィルターを用いて浄水器を製造することができる。好適な実施形態において、浄水器は、上述したような本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターを含む。
　好適な一実施形態において、浄水器は浄水用カートリッジを備え、その浄水用カートリッジが、本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターを用いて構成される。例えば、本実施形態に係る炭素質材料をハウジングに充填して浄水用カートリッジを構成してもよく、また、本実施形態に係る浄水用フィルターをハウジングに充填して浄水用カートリッジを構成してもよい。浄水用カートリッジは、本実施形態に係る炭素質材料又は浄水用フィルターに加えて、公知の不織布フィルター、各種吸着材、ミネラル添加材、セラミック濾過材、中空糸膜などを組合せて含んでもよい。
　本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　すなわち、本発明の一局面に関する炭素質材料は、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であり、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が８０％以上であり、且つ、前記ＢＥＴ比表面積と窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下であることを特徴とする。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　また、前記炭素質材料において、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下であることが好ましい。
　さらに、前記炭素質材料において、前記ＨＫ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。
　また、前記炭素質材料において、前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積が０．２５０ｍＬ／ｇ以上０．３５０ｍＬ/ｇ以下であることが好ましい。
　また、本発明の他の局面に関する炭素質材料は、ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下であり、窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積と炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．３００～１．６００ｎｍである、炭素質材料。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
　また、前記他の局面に係る炭素質材料において、炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。
　さらに、前記他の局面に係る炭素質材料において、炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔の細孔容積が０．１４０～０．１７５ｍＬ／ｇであることが好ましい。
　また、前記他の局面に係る炭素質材料において、前記炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積に対する０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が０．５３５以下であることが好ましい。
　さらに、前記他の局面に係る炭素質材料において、前記ＢＥＴ比表面積が１０００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
　また、上述した炭素質材料はいずれも植物系の炭素質前駆体に由来することが好ましい。さらに、植物系の炭素質前駆体がヤシ殻であることが好ましい。
　また、本発明のさらに他の局面に関する前記炭素質材料の製造方法は、炭素質材料の原料をアルカリ洗浄すること、及び、その後に流動炉を用いた賦活を行うことを含むことを特徴とする。
　また、本発明のさらなる局面に関する浄水用フィルターは、前記炭素質材料と繊維状バインダーを含む浄水用フィルターであって、前記繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０～１５０ｍＬであり、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４～１０質量部含む、ことを特徴とする。
　さらに、本発明には、前記炭素質材料を含む浄水器、および、前記浄水用フィルターを含む浄水器も包含される。
　以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
　＜試験１：評価方法＞
　実施例における各物性値は、以下に示す方法により測定した。
　［ベンゼン吸着量の測定］
　実施例及び比較例で調製した炭素質材料を、１１５℃の恒温乾燥器中で３時間乾燥した後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷した。次いで、２０℃の恒温槽内において、炭素質材料に、飽和濃度の１／１０の濃度のベンゼンを含む乾燥空気を通した。吸着平衡に達した炭素質材料の重量と、吸着前の炭素質材料の重量（すなわち、乾燥・放冷後の炭素質材料の重量）から、次の式（１）に従いベンゼン吸着量（重量％）を求めた。
　［式（１）］
ベンゼン吸着量（重量％）＝［｛（ベンゼン吸着後の試料重量）－（ベンゼン吸着前の試料重量）｝／（ベンゼン吸着前の試料重量）］×１００
　［窒素吸着等温線の測定］
　マイクロトラック・ベル（株）製のＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用し、炭素質材料を減圧下（真空度：０．１ｋＰａ以下）にて３００℃で５時間加熱した後、７７Ｋにおける炭素質材料の窒素吸着等温線を測定した。
　［比表面積の測定］
　上記方法により得られた窒素吸着等温線からＢＥＴ式により多点法による解析を行い、得られた曲線の相対圧Ｐ／Ｐ０＝０．０１～０．１の領域での直線から比表面積を算出した。
　［全細孔容積（ＨＫ法）］
　前記窒素吸着等温線をＨＫ法により解析した。解析条件は吸着質分子量を２８．０１０、吸着質密度を０．８０８ｇ／ｃｍ３、ファイルデータ補間方法を直線、パラメータ設定をＮ２－Ｃ（７７Ｋ）．ＨＫＳとした。
　［平均細孔直径の測定］
　上記で得られた比表面積および全細孔容積を用いて、平均細孔直径を以下の式により算出した。
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）。
　［０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積（ＨＫ法）］
　上述の方法により得られた窒素吸着等温線から、ＨＫ法による解析を行い、Ｐ／Ｐ０が４．５９０２×１０＾（－８）～７．４１８９×１０＾（－３）の範囲（０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔に相当）の細孔容積を算出した。
　［全細孔容積に対する０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積の割合］
　前記ＨＫ法によって算出した０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積を、前記ＨＫ法によって算出した全細孔容積で割ることによって、全細孔容積に対する０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積の割合を得た。
　［全細孔容積（ＭＰ法）］
　マイクロトラック・ベル（株）製のＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用し、炭素質材料を減圧下（真空度：０．１ｋＰａ以下）にて３００℃で５時間加熱した後、７７Ｋにおける炭素質材料の窒素吸着等温線を測定した。
　上記方法により得られた窒素吸着等温線に対し、ＭＰ法を適用し、ミクロ孔の細孔容積を算出した。なお、ＭＰ法での解析にあたってはマイクロトラック・ベル（株）から提供された基準曲線『ＮＧＣＢ－ＢＥＬ．ｔ』を用いた。
　［０．６ｎｍ以下の細孔容積（ＭＰ法）］
　上記ＭＰ法で解析した細孔径と積算細孔容積において、０．４２ｎｍまでの積算細孔容積Ｖ０．４２と０．７ｎｍまでの積算細孔容積Ｖ０．７より、次式によりＶ０．６を算出した。
ａ＝（Ｖ０．７－Ｖ０．４２）／０．２８
ｂ＝Ｖ０．７－（Ｖ０．７－Ｖ０．４２）×０．７／０．２８
Ｖ０．６＝０．６ａ＋ｂ
　［全細孔容積に対する０．６ｎｍ以下の細孔容積の割合（ＭＰ法）］
　前記ＭＰ法によって算出した０．６ｎｍ以下の細孔容積を、前記ＭＰ法によって算出した全細孔容積で割り、１００をかけることによって、全細孔容積に対する０．６ｍｎｍ以下の細孔容積の割合（％）を得た。
　［１～１００ｎｍの範囲の全細孔容積（ＤＨ法）］
　ガス吸着測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製ＡＵＴＯＳＯＲＢ－ｉＱ　ＭＰ－ＸＲ）を用い、７７Ｋでの窒素の吸脱着を１．０×１０＾（－７）から０．９９までの相対圧（ｐ／ｐ０）で測定する事により吸脱着等温線を得た。得られた吸着等温線に対し、（ｐ／ｐ０）が、０．００１から０．９９の間のデータを用いてＤＨ法による解析を行い、直径１ｎｍから直径１００ｎｍまでの細孔容積と細孔径分布を算出した。前記直径１ｎｍから直径１００ｎｍまでの細孔容積を１～１００ｎｍの範囲の全細孔容積とした。
　［２ｎｍ以下の細孔容積（ＤＨ法）］
上述のＤＨ法による細孔径分布のデータから、２ｎｍ以下の細孔容積を算出した。
　［全細孔容積（１～１００ｎｍ）に対する２ｎｍ以下の細孔容積の割合（ＤＨ法）］
　前記ＤＨ法によって算出した２ｎｍ以下の細孔容積を、前記ＤＨ法によって算出した全細孔容積（１～１００ｎｍ）で割り、１００をかけることによって、全細孔容積に対する２ｍｎｍ以下の細孔容積の割合（％）を得た。
　＜実施例１～５および比較例１～２＞
　４００～６００℃で炭化したヤシ殻炭を、ＪＩＳ標準篩２２ｍｅｓｈ（０．７１０ｍｍ）から５０ｍｅｓｈ（０．３００ｍｍ）に粒度調整した。このヤシ殻炭５００ｇを０．１Ｎ－ＮａＯＨ水溶液１Ｌに投入し、一晩浸漬後、脱水し、更に０．１Ｎ－ＨＣｌ水溶液１Ｌに投入後一晩浸漬した。その後脱水し、１Ｌで５回の水洗を実施し、天日乾燥した。
　そのようにして得られた原料（ヤシ殻炭）を、９００℃、水蒸気容積割合４０％プロパン燃焼ガス中の流動炉で、ベンゼン吸着量がそれぞれ表１に示す値になるように時間を変えて賦活を行った。その後、０．１Ｎの塩酸溶液を使用して酸水洗、乾燥後、ＪＩＳ標準篩で３０ｍｅｓｈ（０．５００ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５０ｍｍ）に粒度調整して、実施例１～５および比較例１～２の活性炭（炭素質材料）を得た。得られた炭素質材料の物性値を後述の表１に示す。
　＜比較例３～４＞
　４００～６００℃で炭化したヤシ殻炭を、ＪＩＳ標準篩で３．５ｍｅｓｈ（５．６００ｍｍ）から５．５ｍｅｓｈ（３．３５０ｍｍ）に粒度調整した。そして、９００℃、水蒸気容積割合４０％、ガス量５．５Ｌ／分の条件でロータリーキルンを用いて、ベンゼン吸着量がそれぞれ表１に示す値になるように時間を変えて賦活を行った。その後、０．１Ｎの塩酸溶液１Ｌに、得られた５００ｇの賦活品を投入し、一晩静置後脱水し、１Ｌで５回の水洗を実施後乾燥し、更に破砕してＪＩＳ標準篩３０ｍｅｓｈ（０．５００ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５０ｍｍ）に粒度調整して、比較例３～４の（炭素質材料）を得た。得られた炭素質材料の物性値を後述の表１に示す。
　＜比較例５～６＞
　４００～６００℃で炭化したヤシ殻炭を、ＪＩＳ標準篩で２２ｍｅｓｈ（０．７１０ｍｍ）から５０ｍｅｓｈ（０．３００ｍｍ）に粒度調整した。そして、９００℃、水蒸気容積割合４０％、ガス量５．５Ｌ／分の条件でロータリーキルンを用いて、ベンゼン吸着量がそれぞれ表１に示す値になるように時間を変えて賦活を行った。その後、０．１Ｎの塩酸溶液１Ｌに、得られた５００ｇの賦活品を投入し、一晩静置後脱水し、１Ｌで５回の水洗を実施後乾燥し、ＪＩＳ標準篩３０ｍｅｓｈ（０．５００ｍｍ）から６０ｍｅｓｈ（０．２５０ｍｍ）に粒度調整して、比較例５～６の（炭素質材料）を得た。得られた炭素質材料の物性値を後述の表１に示す。
　＜評価試験＞
　（クロロホルム吸着性能および吸着速度）
　初期濃度約０．１００ｍｇ／Ｌに調整したクロロホルム溶液１００ｍＬに、粒径が約２０μｍとなるように粉砕した活性炭を任意の量投入後、約２０℃で１０分間及び１２０分間撹拌した。そして、それぞれをＭＦ（シリンジフィルター）で加圧濾過して得られた各溶液中のクロロホルム濃度から吸着量を算出した。
　具体的な算出方法は、活性炭を投入していないブランクのクロロホルム濃度Ｃｏ（ｍｇ／Ｌ）、活性炭を投入してろ過した検水のクロロホルム濃度Ｃ（ｍｇ／Ｌ）及び投入した活性炭重量Ｗ（ｍｇ）から次式によって吸着量Ａを求めた。クロロホルム濃度は、ＥＣＤガスクロマトグラフィーを使用し、ヘッドスペース法により求めた。
　　Ａ＝（Ｃｏ－Ｃ）×１０００×０．１／Ｗ
　更に、得られた検水濃度の異なる３点のそれぞれの吸着量Ａから、累乗近似式を算出し、検水濃度０．０１ｍｇ／Ｌ時における吸着量を計算し１０分撹拌時の吸着量及び１２０分撹拌時の吸着量とした。
　その場合において、濃度０．０１ｍｇ／Ｌ時の吸着量が、１２０分攪拌時には１．００ｍｇ／ｇ以上であり、且つ、１０分攪拌時における前記吸着量が１２０分時における吸着量に対して、０．８２以上の割合となっていれば合格とした。
　１２０分攪拌時の吸着量が高いほど、クロロホルム除去能力が高く、１０分攪拌時における吸着量の１２０分攪拌時における吸着量に対する割合が高いほど、吸着速度が速い事を示す。つまり、短い接触時間においてより高い吸着性能を示すということになり、吸着速度が速い方が高性能であることを意味する。
　（通水試験）
　実施例・比較例の活性炭を内径３３ｍｍφ×高さ７０ｍｍＨ、容積６０ｍＬの樹脂製カラムに充填し、ＮＳＦ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）濃度基準に準拠して、２０±３℃、原水濃度０．３００ｍｇ／Ｌ、ろ過流量０．３Ｌ／分（ＳＶ＝３００）、ダウンフローの条件で通水し、除去率９５％の点を破過点とした時、６００Ｌ以上を合格とした。本試験は浄水用途を想定しており、破過までの積算流量が多い方が、高寿命であり、高性能といえる。
　以上の結果を表１にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（考察）
　表１の結果から明らかなように、本発明に関する実施例の炭素質材料はいずれも、非常に高いクロロホルム除去性能を示し、かつ高寿命であることがわかった。さらに、クロロホルムに対する吸着速度が速く、浄水用途において優れたクロロホルム除去性能を発揮できることが確認できた。
　これに対し、比表面積、全細孔容積に対する０．３８７５～０．９１２５ｎｍの細孔容積の割合及び平均細孔直径の少なくともいずれかが本発明の規定を満たしていない比較例１～６の炭素質材料では、十分なクロロホルム除去性能を示さないか、通水性能に劣る結果となった。
　＜試験２：評価方法＞
　実施例１～５及び比較例１～６の炭素質材料について、以下の物性を、後述の方法により測定した。
　［ベンゼン吸着量の測定］
　試験１と同様にして求めた。
　［窒素吸着等温線の測定］
　試験１と同様にして求めた。
　［比表面積の測定］
　試験１と同様にして求めた。
　［二酸化炭素吸脱着等温線の測定］
　ガス吸着測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、ＡＵＴＯＳＯＲＢ－ｉＱ　ＭＰ－ＸＲ）を用い、２７３Ｋでの二酸化炭素の吸脱着を０．０００７５から０．０３０までの相対圧（ｐ／ｐ０）で測定することにより、吸脱着等温線を得た。
　［全細孔容積（ＤＦＴ法）］
　上述の方法により得られた二酸化炭素吸脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとして「ＣＯ２　ａｔ　２７３Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ（ＮＬＤＦＴ　ｍｏｄｅｌ）」を適用してＮＬＤＦＴ法の解析を行い、細孔径分布を求め、０．３～１．４８ｎｍの細孔直径範囲における容積を算出し、全細孔容積とした。
　［０．４～０．７ｎｍの細孔容積（ＤＦＴ法）］
　上述の方法により得られた二酸化炭素吸脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとして「ＣＯ２　ａｔ　２７３Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ（ＮＬＤＦＴ　ｍｏｄｅｌ）」を適用してＮＬＤＦＴ法の解析を行い、細孔径分布を求め、０．４～０．７ｎｍの細孔直径範囲を有する細孔の細孔容積を算出した。
　［全細孔容積に対する０．４～０．７ｎｍの細孔容積の割合］
　前記ＤＦＴ法によって算出した０．４～０．７ｎｍの細孔容積を、前記ＤＦＴ法によって算出した全細孔容積で割ることによって、全細孔容積に対する０．４～０．７ｎｍの細孔容積の割合を得た。
　［全細孔容積（ＭＰ法）、０．６ｎｍ以下の細孔容積（ＭＰ法）、及び、それらの割合］
　試験１と同様にして求めた。
　［１～１００ｎｍの範囲の全細孔容積（ＤＨ法）、２ｎｍ以下の細孔容積（ＤＨ法）、及び、それらの割合］
　試験１と同様にして求めた。
　［平均細孔直径の測定］
　上記で得られた比表面積および全細孔容積を用いて、平均細孔直径を、以下の式：
Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
（式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）によって算出した。
　上記それぞれの物性の値を表２に示す。
　さらに、クロロホルム吸着性能および吸着速度、並びに、通水試験の評価方法については、試験１と同様にして行った。
　以上の結果を表２にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　この出願は、２０２０年６月３０日に出願された日本国特許出願特願２０２０－１１２６６７及び特願２０２０－１１２６６８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　本発明を表現するために、前述において具体例等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易にできることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
　本発明の炭素質材料は特に家庭用品品質表示法における除去対象物質の除去に有用である。よって、本発明は、浄水用フィルター、浄水器等の浄水技術において幅広い産業上の利用可能性を有する。

Claims (15)

  1. 　窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であり、窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積に対する前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が８０％以上であり、且つ、前記ＢＥＴ比表面積と窒素吸着等温線からＨＫ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．６１４ｎｍ以下である、炭素質材料。
    Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
    （式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
  2. 　ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
  3. 　前記ＨＫ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下である、請求項１または２に記載の炭素質材料。
  4. 　前記ＨＫ法により算出された０．３８７５～０．９１２５ｎｍの範囲の細孔の細孔容積が０．２５０ｍＬ／ｇ以上０．３５０ｍＬ／ｇ以下である、請求項１～３のいずれかに記載の炭素質材料。
  5. 　ベンゼン吸着量が２０重量％以上２８重量％以下であり、
    　窒素吸着等温線からＢＥＴ法で算出したＢＥＴ比表面積と炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積とを用いて、下記式により得られる平均細孔直径が１．３００～１．６００ｎｍである、炭素質材料。
    Ｄ＝４０００×Ｖ／Ｓ
    （式中、Ｄ：平均細孔直径（ｎｍ），Ｖ：全細孔容積（ｍＬ／ｇ），Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）を表す）
  6. 　炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積が０．４００ｍＬ／ｇ以下である、請求項５に記載の炭素質材料。
  7. 　炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔の細孔容積が０．１４０～０．１７５ｍＬ／ｇである、請求項５または６に記載の炭素質材料。
  8. 　前記炭酸ガス吸着ＤＦＴ法により算出された全細孔容積に対する０．４～０．７ｎｍの範囲の細孔の細孔容積の割合が０．５３５以下である、請求項５～７のいずれかに記載の炭素質材料。
  9. 　前記ＢＥＴ比表面積が１０００ｍ２／ｇ以下である、請求項５～８のいずれかに記載の炭素質材料。
  10. 　植物系の炭素質前駆体に由来する、請求項１～９のいずれかに記載の炭素質材料。
  11. 　植物系の炭素質前駆体がヤシ殻である、請求項１０に記載の炭素質材料。
  12. 　請求項１～１１のいずれかに記載の炭素質材料の製造方法であって、炭素質材料の原料をアルカリ洗浄すること、及び、その後に流動炉を用いた賦活を行うことを含む、炭素質材料の製造方法。
  13. 　請求項１～１１のいずれかに記載の炭素質材料と繊維状バインダーを含む浄水用フィルターであって、前記繊維状バインダーのＣＳＦ値が１０～１５０ｍＬであり、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを４～１０質量部含む、浄水用フィルター。
  14. 　請求項１～１１のいずれかに記載の炭素質材料を含む、浄水器。
  15. 　請求項１３に記載の浄水用フィルターを含む、浄水器。
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