[发明专利]活性炭及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭及其制造方法。

背景技术

近年来，对活性炭所要求的特性日趋高度化，需要具有与用途对应的特性的活性炭。活性炭的最大的特征在于，形成于活性炭表面的细孔吸附、脱附（吸脱附）物质。

在用于将碳质原料改变为多孔质的材料而获得活性炭的活化方法中，有碱活化和气体活化，从获得与所要吸脱附的物质对应的细孔直径和细孔容积的观点考虑，近年来利用碱活化法的活性炭制造成为有效途径。

在该碱活化法中，通常，相对于原料重量需要2～5倍重量的碱剂，因此使得（1）工序数变多，（2）因碱腐蚀而造成装置的短寿命化，（3）有可能导致碱回收、再利用的装置的大规模化等。基于这些原因，制造成本高，因而希望加以改善。

基于如上所述的状况，公开过如下的活性炭的制造方法：通过使用用于赋予粘结性并提高成型性的弱粘结性以上的煤系的碳质材料和含有碱金属和/或碱土类金属的微粘结性的煤系的碳质材料这2种煤，来高效地制造活性炭，该方法被认为是可以获得高脱色性能和高强度（例如参照专利文献1）。

另外，还公开过如下的活性炭的制法：在木质中分散碱金属等，在进行碳化的同时，利用伴随着碳化时的加热产生的来源于木质的水性气体及挥发性烃类来进行木质的活化（例如参照专利文献2）。

此外，还公开过如下的椰壳活性炭：通过使用椰壳作为原料、对椰壳进行碳化并进行水蒸气活化，从而具有预定的BET比表面积（例如参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2006-104002号公报

专利文献2日本专利第4142341号

专利文献3国际公开第2008-53919号小册子

发明内容

但是，在为了进行碱活化而相对于原料以重量比计使用2倍以上的碱剂的以往的方法中，如上所述，不仅无法压缩制造成本，而且也难以控制活化度（收率）。另外，现实情况是，由于加入碱剂，因此装置容易腐蚀，具有爆炸等危险性，此外一般只适合分批生产，不能进行连续生产。

另外，上述以往的技术当中，在原料使用了煤系的碳质材料的煤系的活性炭中，数nm～数十nm的中孔是主要的孔分布，孔尺寸比较大，因此适合吸附分子尺寸大的物质，然而不适合吸附分子尺寸比较小的物质。另外，在用于制造的构成上，需要在弱粘结性以上的煤系材料之外还含有碱金属的材料，因此必须设置混合过程，而工序变得烦杂。

另一方面，可以认为，在以椰壳为原料进行碳化并将其活化而得到的椰壳活性炭中，反倒具有在0.5～0.6nm附近存在孔径峰值的细孔分布，但是对于这样的细孔直径的范围而言，细孔直径反而过小，一般不适合吸附分子尺寸为数nm左右的例如低分子量的有机物等。该情况下，虽然在物质的吸脱附性的方面未必差，但是近年来要求具备可以良好地进行具有这样的分子尺寸的物质的吸脱附的性质的活性炭。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供：活性炭的制造方法，其可以在不利用碱活化的情况下，简易地制作细孔容积大、且具有适合吸脱附物质（特别是低分子量的物质）的细孔直径的活性炭；以及活性炭，其细孔容积大、且具有适合吸脱附物质（特别是低分子量的物质）的细孔直径，并且以达成该目的为课题。

用于达成所述课题的具体的手段如下所示。

＜1＞一种活性炭的制造方法，其包括：碳化工序，将以绝对干燥原料质量比率计含有0.8%以上的钾的山茶的果实作为原料，对该原料进行碳化；和活化工序，以选自水蒸气、空气、及二氧化碳中的至少1种气体作为活化气体，对所述碳化工序中得到的碳化物进行活化。

＜2＞根据所述＜1＞中记载的活性炭的制造方法，其中，所述山茶的果实是山茶油的压榨渣滓、或山茶的果实的壳。

＜3＞根据所述＜1＞或所述＜2＞中记载的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序是在600℃以上的温度下进行碳化的。

＜4＞根据所述＜1＞～所述＜3＞的任一项中记载的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序通过以2个阶段改变升温速度来升温而进行碳化。

＜5＞根据所述＜1＞～所述＜4＞的任一项中记载的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序中，将200℃以上且600℃以下的温度范围内的升温速度设为2℃/min以上且4℃/min以下而进行碳化。

＜6＞根据所述＜1＞～所述＜5＞的任一项中记载的活性炭的制造方法，其中，所述活化工序是在750℃以上的温度下进行活化。