JPH05269375A - 脱臭用担持活性炭及びその製造方法 - Google Patents
脱臭用担持活性炭及びその製造方法Info
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- JPH05269375A JPH05269375A JP4071229A JP7122992A JPH05269375A JP H05269375 A JPH05269375 A JP H05269375A JP 4071229 A JP4071229 A JP 4071229A JP 7122992 A JP7122992 A JP 7122992A JP H05269375 A JPH05269375 A JP H05269375A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 通常の活性炭では吸着困難なアンモニア及び
アセトアルデヒドの両ガスの吸着性能が著しく向上し
た、そして水中で担持物が容易に脱落することのない活
性炭を提供する。 【構成】 活性炭を銅化合物溶液に浸漬し、次いでろ
過、乾燥、焼成して銅酸化物の超微粒子(粒径1μm以
下)を担持する活性炭とする。
アセトアルデヒドの両ガスの吸着性能が著しく向上し
た、そして水中で担持物が容易に脱落することのない活
性炭を提供する。 【構成】 活性炭を銅化合物溶液に浸漬し、次いでろ
過、乾燥、焼成して銅酸化物の超微粒子(粒径1μm以
下)を担持する活性炭とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気相中の塩基性ガス及
び酸性ガスの両方に対して優れた脱臭性能を示す脱臭用
活性炭とその製造に適した担持活性炭の製造方法に関す
る。
び酸性ガスの両方に対して優れた脱臭性能を示す脱臭用
活性炭とその製造に適した担持活性炭の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に活性炭は気相中の低濃度の悪臭物
質でも吸着する性能が優れており、他の吸着剤に比べて
広く利用されている。しかし、アンモニア、アセトアル
デヒドのように、低濃度で刺激性のある成分に対して
は、吸着性能が低いという欠点がある。これらの欠点を
解消するために、例えば、銅化合物を担持させた活性炭
材料を用いてアンモニア臭を除去する方法(特開昭58
−14932号公報)及び酸化銅を含む酸化触媒をセラ
ミック多孔質担体に担持させ、アセトアルデヒド等のア
ルデヒドや炭化水素等を高温で酸化分解する方法(特開
昭61−146348号公報)が提案されている。
質でも吸着する性能が優れており、他の吸着剤に比べて
広く利用されている。しかし、アンモニア、アセトアル
デヒドのように、低濃度で刺激性のある成分に対して
は、吸着性能が低いという欠点がある。これらの欠点を
解消するために、例えば、銅化合物を担持させた活性炭
材料を用いてアンモニア臭を除去する方法(特開昭58
−14932号公報)及び酸化銅を含む酸化触媒をセラ
ミック多孔質担体に担持させ、アセトアルデヒド等のア
ルデヒドや炭化水素等を高温で酸化分解する方法(特開
昭61−146348号公報)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開昭5
8−14932号公報記載の方法では、アルデヒドに
対する吸着能が著しく低い、この方法で得られた素材
を用いて湿式成形等、水と接触する環境下に置くと、銅
化合物の溶解度が高いために、容易に脱落してしまい、
成形方法、使用環境が限定されてしまう、と言う不都合
がある。又特開昭61−146348号公報記載の方法
で用いる酸化触媒は、加熱下で効果を発揮するもので、
常温下での脱臭には不向きである。
8−14932号公報記載の方法では、アルデヒドに
対する吸着能が著しく低い、この方法で得られた素材
を用いて湿式成形等、水と接触する環境下に置くと、銅
化合物の溶解度が高いために、容易に脱落してしまい、
成形方法、使用環境が限定されてしまう、と言う不都合
がある。又特開昭61−146348号公報記載の方法
で用いる酸化触媒は、加熱下で効果を発揮するもので、
常温下での脱臭には不向きである。
【0004】本発明の目的は、通常の活性炭では吸着困
難なアンモニア及びアセトアルデヒドの両ガスの吸着性
能が著しく向上した、そして水中で担持物が容易に脱落
することのない活性炭を提供することである。
難なアンモニア及びアセトアルデヒドの両ガスの吸着性
能が著しく向上した、そして水中で担持物が容易に脱落
することのない活性炭を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
活性炭が粒径約1μm以下〔Q8)Q1と同じ。〕の銅
酸化物を担持する脱臭用担持活性炭である。
活性炭が粒径約1μm以下〔Q8)Q1と同じ。〕の銅
酸化物を担持する脱臭用担持活性炭である。
【0006】本発明の第2の態様は、第1の態様の活性
炭を作りうる方法であって、活性炭を銅化合物溶液に浸
漬し、次いで前記溶液の溶媒を除き、次いで前記活性炭
を実質的に燃焼させず、かつ前記銅化合物を酸化銅にす
る温度で焼成する担持活性炭の製造方法である。
炭を作りうる方法であって、活性炭を銅化合物溶液に浸
漬し、次いで前記溶液の溶媒を除き、次いで前記活性炭
を実質的に燃焼させず、かつ前記銅化合物を酸化銅にす
る温度で焼成する担持活性炭の製造方法である。
【0007】前記第1及び第2の態様における活性炭は
粒状であっても粉状であっても繊維状であっても塊状で
あってもよい。
粒状であっても粉状であっても繊維状であっても塊状で
あってもよい。
【0008】前記第1の態様における、担持された酸化
銅の粒径は約1μm以下と非常に小さい。第2の態様で
担持活性炭を作ったときは活性炭の表面付近で酸化銅の
粒径は大部分が約0.1〜1μmであり、細孔内では大
部分が約20Å以下である。このように酸化銅の超微粒
子化によりその活性度が著しく向上し、又活性炭特有の
物理吸着との相乗効果により低い温度(常温)において
も高い吸着性能が発揮される。担体の活性炭は比表面積
が高い程担持活性炭の吸着能は高くなる。
銅の粒径は約1μm以下と非常に小さい。第2の態様で
担持活性炭を作ったときは活性炭の表面付近で酸化銅の
粒径は大部分が約0.1〜1μmであり、細孔内では大
部分が約20Å以下である。このように酸化銅の超微粒
子化によりその活性度が著しく向上し、又活性炭特有の
物理吸着との相乗効果により低い温度(常温)において
も高い吸着性能が発揮される。担体の活性炭は比表面積
が高い程担持活性炭の吸着能は高くなる。
【0009】前記第1の態様における、担持された酸化
銅の量は活性炭100重量部に対して5〜18重量部が
好ましい。5重量部より少ないと活性点が少ないため
に、著しいガス吸着性能の向上が期得できない。18重
量部より多いと酸化銅が活性炭の細孔を埋めてしまい、
比表面積が低下して中性ガスの吸着性能が低下してしま
う。又、必要以上に担持しても、活性部は酸化銅表面に
存在し、その内部は吸着性能に殆ど影響しないからであ
る。
銅の量は活性炭100重量部に対して5〜18重量部が
好ましい。5重量部より少ないと活性点が少ないため
に、著しいガス吸着性能の向上が期得できない。18重
量部より多いと酸化銅が活性炭の細孔を埋めてしまい、
比表面積が低下して中性ガスの吸着性能が低下してしま
う。又、必要以上に担持しても、活性部は酸化銅表面に
存在し、その内部は吸着性能に殆ど影響しないからであ
る。
【0010】前記第2の態様における銅化合物溶液の溶
媒としては、水及びアルコールの少なくとも1種が挙げ
られる。
媒としては、水及びアルコールの少なくとも1種が挙げ
られる。
【0011】前記銅化合物としては、硝酸第二銅、臭化
第二銅、酢酸第二銅、塩化第一銅、塩化第二銅、硫酸第
二銅、アセチルアセトン銅及びフタロシアニン銅の少な
くとも1種が挙げられる。
第二銅、酢酸第二銅、塩化第一銅、塩化第二銅、硫酸第
二銅、アセチルアセトン銅及びフタロシアニン銅の少な
くとも1種が挙げられる。
【0012】前記溶媒を除く方法は、一般にはろ過及び
乾燥の組合わせである。この他にも、ろ過をせずに減圧
及び/又は加熱により溶媒を蒸発させ、乾燥させうる。
乾燥の組合わせである。この他にも、ろ過をせずに減圧
及び/又は加熱により溶媒を蒸発させ、乾燥させうる。
【0013】前記焼成の温度は260〜310℃が好ま
しい。260℃より低いと塩類が残留し、酸化物になら
ない。一方310℃より高いと担体である活性炭が燃焼
により重量減少してしまう。前記焼成の時間は1〜5時
間が好ましい。1時間より短いと酸化物形成が不十分と
なる。一方5時間より長いと担体である活性炭が燃焼に
より重量減少してしまう。焼成の間活性炭を入れた容器
内を外の空気と遮断したり、低酸素濃度の不活性ガスを
前記容器内に流通させるのがよい。活性炭を燃焼させず
に銅化合物を銅酸化物に変えるためである。
しい。260℃より低いと塩類が残留し、酸化物になら
ない。一方310℃より高いと担体である活性炭が燃焼
により重量減少してしまう。前記焼成の時間は1〜5時
間が好ましい。1時間より短いと酸化物形成が不十分と
なる。一方5時間より長いと担体である活性炭が燃焼に
より重量減少してしまう。焼成の間活性炭を入れた容器
内を外の空気と遮断したり、低酸素濃度の不活性ガスを
前記容器内に流通させるのがよい。活性炭を燃焼させず
に銅化合物を銅酸化物に変えるためである。
【0014】好ましくは銅化合物を水溶液とし0.1モ
ル/L〜1モル/Lに調整し、この中に活性炭を含浸さ
せ、混合攪拌を行なう。次にこの含浸液をろ過し、減圧
及び/もしくは加熱により又は風乾により乾燥する。そ
の後、この活性炭を10〜200g/Lの割合で密閉容
器に入れ、260〜310℃で1〜5時間焼成する。こ
うしてその表面及び細孔内に微細な酸化銅粒子(それぞ
れ粒径約0.1〜1μm及び約20Å以下。)を担持し
た活性炭をうる。
ル/L〜1モル/Lに調整し、この中に活性炭を含浸さ
せ、混合攪拌を行なう。次にこの含浸液をろ過し、減圧
及び/もしくは加熱により又は風乾により乾燥する。そ
の後、この活性炭を10〜200g/Lの割合で密閉容
器に入れ、260〜310℃で1〜5時間焼成する。こ
うしてその表面及び細孔内に微細な酸化銅粒子(それぞ
れ粒径約0.1〜1μm及び約20Å以下。)を担持し
た活性炭をうる。
【0015】活性炭表面に担持した硝酸塩を焼成し酸化
物を形成する場合、細孔内では、粒成長が抑制され結晶
構造が十分に形成されず結晶欠陥が多く発生する。その
様子の模式図を図1に示す。金属イオンの配位数が異な
る場合は、3つのO2-と配位しているCu2+は4つのO
2-と配位しているCu2+より酸性が強く、酸性度順位
は、Cu3C 2+>Cu4C 2+>Cu5C 2+となる。図の様に、
表面欠陥が多い場合は、Cu2+が3配位になり酸点が多
く表われる。これは、比表面積が大きいほど顕著であ
る。酸性度が大きくなるとδ+ の電荷が強く、アンモニ
ア等のδ- の電荷をもつガスは、よく吸着される。O2-
の塩基性はCu2+との配位数が小さいほどO 2-の電子が
Cu2+にひきよせられる割合が小さいため強くなり、そ
の塩基強度の順位はO3C 2->O4C 2->O5C 2-となる。こ
のため、O3C 2-のδ- の電荷に酸性ガス(δ+ )が吸着
される。
物を形成する場合、細孔内では、粒成長が抑制され結晶
構造が十分に形成されず結晶欠陥が多く発生する。その
様子の模式図を図1に示す。金属イオンの配位数が異な
る場合は、3つのO2-と配位しているCu2+は4つのO
2-と配位しているCu2+より酸性が強く、酸性度順位
は、Cu3C 2+>Cu4C 2+>Cu5C 2+となる。図の様に、
表面欠陥が多い場合は、Cu2+が3配位になり酸点が多
く表われる。これは、比表面積が大きいほど顕著であ
る。酸性度が大きくなるとδ+ の電荷が強く、アンモニ
ア等のδ- の電荷をもつガスは、よく吸着される。O2-
の塩基性はCu2+との配位数が小さいほどO 2-の電子が
Cu2+にひきよせられる割合が小さいため強くなり、そ
の塩基強度の順位はO3C 2->O4C 2->O5C 2-となる。こ
のため、O3C 2-のδ- の電荷に酸性ガス(δ+ )が吸着
される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の具体例を詳細に説明する。 実施例1 担持剤として、硝酸銅を用い、担体としては、比表面積
1200m2 /gの活性炭素繊維(以下「ACF」と略
記する。)を用いた。
1200m2 /gの活性炭素繊維(以下「ACF」と略
記する。)を用いた。
【0017】まず、0.05〜2モル/Lの硝酸銅水溶
液を調整し、ACFを溶液重量に対し1〜5重量%含浸
させ、1時間攪拌を行なった。その後、吸引ろ過を行な
い120℃で3時間乾燥させた。そして乾燥品を10〜
200g/Lの割合で容器に入れ、空気を遮断して27
0℃で3時間焼成を行ない、硝酸塩分を除去し酸化銅の
微粒子をACF表面及び細孔内に担持させる。担持され
た銅酸化物は、超微粒子状態で比表面積が大きく、表面
活性が大きくなる。担持された銅酸化物の表面は欠陥が
多く、また同時に配位数変化も多数発生し従来の活性炭
では吸着困難な極性ガスを吸着する酸点、塩基点が著し
く多く現れる。
液を調整し、ACFを溶液重量に対し1〜5重量%含浸
させ、1時間攪拌を行なった。その後、吸引ろ過を行な
い120℃で3時間乾燥させた。そして乾燥品を10〜
200g/Lの割合で容器に入れ、空気を遮断して27
0℃で3時間焼成を行ない、硝酸塩分を除去し酸化銅の
微粒子をACF表面及び細孔内に担持させる。担持され
た銅酸化物は、超微粒子状態で比表面積が大きく、表面
活性が大きくなる。担持された銅酸化物の表面は欠陥が
多く、また同時に配位数変化も多数発生し従来の活性炭
では吸着困難な極性ガスを吸着する酸点、塩基点が著し
く多く現れる。
【0018】以上の様な特徴を持った、銅酸化物担持A
CFのガス吸着性能(ガス除去率(%))を他の金属酸
化物を担持した場合と比較して第1表に示す。
CFのガス吸着性能(ガス除去率(%))を他の金属酸
化物を担持した場合と比較して第1表に示す。
【0019】 〔表1〕 第 1 表試料(ACF担持) 処理液濃度 処理温度 H2S CH3CHO C7H8 NH3 硝酸第二銅 0.1M 120℃/3hr 100 25.4 80.8 89.2 0.5M 〃 100 25.7 61.2 100 0.1M 270℃/3hr 100 84.4 78.4 72.0 0.5M 〃 99.2 92.6 66.2 66.2 ─────────────────────────────────── 硝酸マンガン 0.1M 120℃/3hr 28.5 27.3 82.0 45.3 0.5M 〃 98.0 25.7 70.5 88.5 0.1M 270℃/3hr 89.8 33.0 77.2 38.5 0.5M 〃 100 40.8 68.4 45.3 ─────────────────────────────────── 硝酸第二クロム 0.1M 120℃/3hr 73.6 31.5 77.0 51.8 0.5M 〃 92.0 48.9 65.4 86.3 0.1M 270℃/3hr 91.7 37.8 78.7 49.8 0.5M 〃 88.4 36.9 69.3 82.7 ─────────────────────────────────── 硝酸第二鉄 0.1M 120℃/3hr 97.0 37.7 80.4 38.5 0.5M 〃 100 48.5 77.1 89.5 0.1M 270℃/3hr 95.1 54.5 78.0 33.2 0.5M 〃 100 61.4 72.2 56.0 ─────────────────────────────────── 硝酸ニッケル 0.1M 120℃/3hr 65.4 23.8 79.5 93.2 0.5M 〃 90.4 23.2 59.4 100 0.1M 270℃/3hr 80.8 53.9 77.7 38.5 0.5M 〃 83.8 65.9 74.3 70.0 ─────────────────────────────────── 硝酸コバルト 0.1M 120℃/3hr 58.5 27.1 87.0 90.9 0.5M 〃 97.1 25.6 78.1 97.4 0.1M 270℃/3hr 39.1 34.4 87.3 56.5 0.5M 〃 92.9 49.5 84.9 74.4 ───────────────────────────────────
【0020】測定条件: 初期濃度:H2 S 100ppm ,CH3 CHO 10
0ppm ,C7 H8 1000ppm ,NH3 100ppm H2 S,CH3 CHO,C7 H8 はガスクロマトグラ
フィーで、NH3 は、検知管で定量した。 試料は0.05gで、1時間ガス循環後のガス除去率
を測定した。
0ppm ,C7 H8 1000ppm ,NH3 100ppm H2 S,CH3 CHO,C7 H8 はガスクロマトグラ
フィーで、NH3 は、検知管で定量した。 試料は0.05gで、1時間ガス循環後のガス除去率
を測定した。
【0021】発明の効果として第1表に示した結果を説
明する。硝酸銅を担持して乾燥(120℃/3hr)させ
たものは、0.1M,0.5M処理液使用品とも、H2
S,NH3 の除去性能が優れており、他の金属塩で処理
したものと比較しても高いレベルである。しかし、CH
3 CHOの吸着に関しては、性能が悪く他の金属塩と同
レベルである。そこで、本発明品のすぐれた点として、
270℃×3hrで焼成したものはCH3 CHO除去率
が、他の金属塩で処理したものと比較して著しく除去性
能が高くなっている。又、他のガスの除去性能も高いレ
ベルであり、中性、酸性、塩基性ガスとも高いレベルの
除去性能を示す。
明する。硝酸銅を担持して乾燥(120℃/3hr)させ
たものは、0.1M,0.5M処理液使用品とも、H2
S,NH3 の除去性能が優れており、他の金属塩で処理
したものと比較しても高いレベルである。しかし、CH
3 CHOの吸着に関しては、性能が悪く他の金属塩と同
レベルである。そこで、本発明品のすぐれた点として、
270℃×3hrで焼成したものはCH3 CHO除去率
が、他の金属塩で処理したものと比較して著しく除去性
能が高くなっている。又、他のガスの除去性能も高いレ
ベルであり、中性、酸性、塩基性ガスとも高いレベルの
除去性能を示す。
【0022】この担持ACFを用い湿式成形にて脱臭フ
ィルタを成形しても、水中で容易に担持物が脱落するこ
とはなく、脱臭用フィルタとして、従来にない優れた脱
臭性能を示す。
ィルタを成形しても、水中で容易に担持物が脱落するこ
とはなく、脱臭用フィルタとして、従来にない優れた脱
臭性能を示す。
【0023】実施例2 実施例1で使用した、ACFのかわりに、粒状活性炭、
粉末活性炭、無機多孔体を用い、硝酸銅水溶液0.1〜
1Mで処理したものを120℃で乾燥し、270℃で3
時間焼成したものは、実施例1で用いたのと同じ他の金
属塩を用いて処理したよりも優れた性能を示した。即ち
中性、酸性、塩基性ガスの除去に関しバランスよくすぐ
れた脱臭剤となりうることを示した。
粉末活性炭、無機多孔体を用い、硝酸銅水溶液0.1〜
1Mで処理したものを120℃で乾燥し、270℃で3
時間焼成したものは、実施例1で用いたのと同じ他の金
属塩を用いて処理したよりも優れた性能を示した。即ち
中性、酸性、塩基性ガスの除去に関しバランスよくすぐ
れた脱臭剤となりうることを示した。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、常温においてアンモニ
ア及びアセトアルデヒドの両ガスに対して著しい吸着性
能を持った活性炭が提供される。又この活性炭は湿式成
形しても水中で容易に担持物が脱落することがない。
ア及びアセトアルデヒドの両ガスに対して著しい吸着性
能を持った活性炭が提供される。又この活性炭は湿式成
形しても水中で容易に担持物が脱落することがない。
【図1】表面欠陥のある銅酸化物の構造モデルを示す図
Claims (7)
- 【請求項1】 活性炭が、粒径1μm以下の粒状銅酸化
物を担持する脱臭用担持活性炭。 - 【請求項2】 前記銅酸化物の担持量が、活性炭100
重量部あたり5〜18重量部である請求項1の活性炭。 - 【請求項3】 活性炭を銅化合物溶液に浸漬し、次いで
前記溶液の溶媒を除き、次いで、前記活性炭を実質的に
燃焼させず、かつ前記銅化合物を酸化銅にする温度で焼
成する担持活性炭の製造方法。 - 【請求項4】 前記銅化合物溶液の溶媒が、水及びアル
コールの少なくとも1種である請求項3の方法。 - 【請求項5】 前記銅化合物が、硝酸第二銅、臭化第二
銅、酢酸第二銅、塩化第一銅、塩化第二銅、硫酸第二
銅、アセチルアセトン銅及びフタロシアニン銅のうちの
少なくとも1種である請求項3の方法。 - 【請求項6】 前記焼成の温度が260〜310℃であ
る請求項3の方法。 - 【請求項7】 前記焼成の時間が1〜5時間である請求
項6の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071229A JPH05269375A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 脱臭用担持活性炭及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071229A JPH05269375A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 脱臭用担持活性炭及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269375A true JPH05269375A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13454655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071229A Pending JPH05269375A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 脱臭用担持活性炭及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05269375A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011178625A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 金属担持繊維状活性炭及びその製造方法、並びにそれを用いた脱硫器、及び炭化水素油の脱硫方法 |
| CN116440860A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-18 | 山东格瑞德环保科技有限公司 | 一种用于吸附氨气的新型改性活性炭 |
| CN120662308A (zh) * | 2025-08-20 | 2025-09-19 | 泰和新材集团股份有限公司 | 催化剂制备方法及金属氧化物加密化学纤维的检测方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4071229A patent/JPH05269375A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011178625A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 金属担持繊維状活性炭及びその製造方法、並びにそれを用いた脱硫器、及び炭化水素油の脱硫方法 |
| CN116440860A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-18 | 山东格瑞德环保科技有限公司 | 一种用于吸附氨气的新型改性活性炭 |
| CN116440860B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-11-28 | 山东格瑞德环保科技有限公司 | 一种用于吸附氨气的改性活性炭 |
| CN120662308A (zh) * | 2025-08-20 | 2025-09-19 | 泰和新材集团股份有限公司 | 催化剂制备方法及金属氧化物加密化学纤维的检测方法 |
| CN120662308B (zh) * | 2025-08-20 | 2025-11-04 | 泰和新材集团股份有限公司 | 催化剂制备方法及金属氧化物加密化学纤维的检测方法 |
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