JPH0748112A - 炭素モレキュラシーブの製造方法 - Google Patents
炭素モレキュラシーブの製造方法Info
- Publication number
- JPH0748112A JPH0748112A JP6117038A JP11703894A JPH0748112A JP H0748112 A JPH0748112 A JP H0748112A JP 6117038 A JP6117038 A JP 6117038A JP 11703894 A JP11703894 A JP 11703894A JP H0748112 A JPH0748112 A JP H0748112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- carbon
- group
- metal
- phenolic resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 title claims abstract description 25
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims abstract description 34
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 55
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 55
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 8
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 15
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 10
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 10
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 10
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 9
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 4
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 4
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 description 2
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000010672 Monarda didyma Nutrition 0.000 description 1
- 244000179970 Monarda didyma Species 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/20—Organic adsorbents
- B01D2253/206—Ion exchange resins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/10—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/12—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/102—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/104—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスの分離に使用するのに適した炭素モレキ
ュラシーブの製造方法を得る。 【構成】 熱硬化性フェノール樹脂を周期律表第ＩＡ族
金属の陽イオンで処理して、樹脂上に最終モレキュラシ
ーブ生成物における炭素１モル当り１×１０-6〜１×１
０-2モルの範囲における全量の第ＩＡ族金属を付着さ
せ、次いでこれを６００〜１０００℃の範囲の温度まで
加熱すると共に、少なくとも炭素が５００℃より高い温
度で加熱されている間に炭化されつつある材料に対し減
圧を維持することにより熱硬化フェノール樹脂を炭化さ
せる。
ュラシーブの製造方法を得る。 【構成】 熱硬化性フェノール樹脂を周期律表第ＩＡ族
金属の陽イオンで処理して、樹脂上に最終モレキュラシ
ーブ生成物における炭素１モル当り１×１０-6〜１×１
０-2モルの範囲における全量の第ＩＡ族金属を付着さ
せ、次いでこれを６００〜１０００℃の範囲の温度まで
加熱すると共に、少なくとも炭素が５００℃より高い温
度で加熱されている間に炭化されつつある材料に対し減
圧を維持することにより熱硬化フェノール樹脂を炭化さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素モレキュラシーブ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】種々の方法により吸着性炭素を作成する
ことが知られている。たとえば活性炭を作成するには多
くの方法が知られている。しかしながら、たとえば活性
炭のような多くの炭素は種々異なる多量の物質を吸着す
るが、混合物の各成分を分子量、分子寸法もしくは分子
形状における差に基づいて分離するには適していない。
ことが知られている。たとえば活性炭を作成するには多
くの方法が知られている。しかしながら、たとえば活性
炭のような多くの炭素は種々異なる多量の物質を吸着す
るが、混合物の各成分を分子量、分子寸法もしくは分子
形状における差に基づいて分離するには適していない。
【０００３】出発物質をＫＯＨの存在下に加熱して石炭
もしくはコークスから得られる活性炭の性質を改変する
ことが、たとえば米国特許第４ ０８２ ６９４号公報
に開示されたように提案されている。石炭もしくは褐炭
に対するカリウムイオンの添加についても米国特許第４
０３９ ４７３号公報および米国特許第３ ７６４５
６１号公報に開示されている。しかしながら、石炭もし
くはコークスをＫＯＨの存在下に加熱して作成される活
性炭は、選択性が不充分であるためモレキュラシーブと
して使用するには適していない。
もしくはコークスから得られる活性炭の性質を改変する
ことが、たとえば米国特許第４ ０８２ ６９４号公報
に開示されたように提案されている。石炭もしくは褐炭
に対するカリウムイオンの添加についても米国特許第４
０３９ ４７３号公報および米国特許第３ ７６４５
６１号公報に開示されている。しかしながら、石炭もし
くはコークスをＫＯＨの存在下に加熱して作成される活
性炭は、選択性が不充分であるためモレキュラシーブと
して使用するには適していない。
【０００４】たとえば窒素と酸素との分離に使用しうる
ような炭素モレキュラシーブが知られている。たとえば
米国特許第４ ６２９ ４７６号公報はこの種の炭素モ
レキュラシーブを開示している。これは石炭または植物
原料の炭素から出発すると共にポリマーを用いて炭素基
質におけるマクロポアを封鎖することにより作成され
る。米国特許第４ ４５８ ０２２号公報は、炭素モレ
キュラシーブの製造に関しアルカリ金属化合物を存在さ
せることを記載している。しかしながら、この米国特許
公報は、ココナッツシェルからモレキュラシーブを製造
する際にココナッツシェルのグラファイト化がアルカリ
金属化合物の存在により妨げられると述べている。した
がって、これらは酸洗浄によって除去される。
ような炭素モレキュラシーブが知られている。たとえば
米国特許第４ ６２９ ４７６号公報はこの種の炭素モ
レキュラシーブを開示している。これは石炭または植物
原料の炭素から出発すると共にポリマーを用いて炭素基
質におけるマクロポアを封鎖することにより作成され
る。米国特許第４ ４５８ ０２２号公報は、炭素モレ
キュラシーブの製造に関しアルカリ金属化合物を存在さ
せることを記載している。しかしながら、この米国特許
公報は、ココナッツシェルからモレキュラシーブを製造
する際にココナッツシェルのグラファイト化がアルカリ
金属化合物の存在により妨げられると述べている。した
がって、これらは酸洗浄によって除去される。
【０００５】英国特許第１ ３３０ ２９６号公報には
熱可塑性アルカリフェノール−アルデヒド樹脂先駆体か
ら炭素物品を製造ことが提案されており、これら先駆体
を加熱して熱可塑性生成物を生ぜしめ、次いでこれを微
粉砕し、成形し、焼結させ、さらに炭化させる。非孔質
物体の製造につき開示されている。気孔率の調整につい
ても記載されているが、熱可塑性樹脂の使用は非マクロ
ポラス物質の生成をもたらし、これはモレキュラシーブ
として使用するには適していない。
熱可塑性アルカリフェノール−アルデヒド樹脂先駆体か
ら炭素物品を製造ことが提案されており、これら先駆体
を加熱して熱可塑性生成物を生ぜしめ、次いでこれを微
粉砕し、成形し、焼結させ、さらに炭化させる。非孔質
物体の製造につき開示されている。気孔率の調整につい
ても記載されているが、熱可塑性樹脂の使用は非マクロ
ポラス物質の生成をもたらし、これはモレキュラシーブ
として使用するには適していない。
【０００６】特開昭６１−６１０８号は、ＰＶＡ誘導体
とフェノール樹脂との混合物を炭化させて製造される炭
化水素異性体の分離に適した炭素モレキュラシーブを開
示したいる。
とフェノール樹脂との混合物を炭化させて製造される炭
化水素異性体の分離に適した炭素モレキュラシーブを開
示したいる。
【０００７】ポリビニルアルコール誘導体は、モレキュ
ラシーブ活性に必要とされるミクロポアを与えるポア形
成剤として作用すると言われる。この公報は、レゾール
フェノール樹脂からＰＶＡ誘導体の添加なしに製造され
る物質の例を示している。これは、６００℃にて窒素雰
囲気下に炭化した後に水蒸気雰囲気下で１時間にわたり
活性化させることにより作成される。得られる生成物は
満足なモレキュラシーブでなかった。
ラシーブ活性に必要とされるミクロポアを与えるポア形
成剤として作用すると言われる。この公報は、レゾール
フェノール樹脂からＰＶＡ誘導体の添加なしに製造され
る物質の例を示している。これは、６００℃にて窒素雰
囲気下に炭化した後に水蒸気雰囲気下で１時間にわたり
活性化させることにより作成される。得られる生成物は
満足なモレキュラシーブでなかった。
【０００８】高価な有機ポア形成性ポリマーの使用を必
要とせず、しかも制御条件下で製造しうる合成出発物質
を用いるような、向上した活性を有する炭素モレキュラ
シーブの製造方法を見出すことが望ましい。
要とせず、しかも制御条件下で製造しうる合成出発物質
を用いるような、向上した活性を有する炭素モレキュラ
シーブの製造方法を見出すことが望ましい。
【０００９】
【発明の要点】本発明によればガスの分離に使用するの
に適した炭素モレキュラシーブの製造方法が提供され、
この方法は（ａ）熱硬化性フェノール樹脂を周期律表第
ＩＡ族金属の陽イオンで処理して、樹脂上に最終モレキ
ュラシーブ生成物における炭素１モル当り１×１０-6〜
１×１０-2モルの範囲における全量の第ＩＡ族金属を付
着させ、次いで（ｂ）これを６００〜１０００℃の範囲
の温度まで加熱すると共に、少なくとも炭素が５００℃
より高い温度で加熱されている間に炭化されつつある材
料に対し減圧を維持することにより熱硬化フェノール樹
脂を炭化させることを特徴とする。
に適した炭素モレキュラシーブの製造方法が提供され、
この方法は（ａ）熱硬化性フェノール樹脂を周期律表第
ＩＡ族金属の陽イオンで処理して、樹脂上に最終モレキ
ュラシーブ生成物における炭素１モル当り１×１０-6〜
１×１０-2モルの範囲における全量の第ＩＡ族金属を付
着させ、次いで（ｂ）これを６００〜１０００℃の範囲
の温度まで加熱すると共に、少なくとも炭素が５００℃
より高い温度で加熱されている間に炭化されつつある材
料に対し減圧を維持することにより熱硬化フェノール樹
脂を炭化させることを特徴とする。
【００１０】周期律表という記載は英国特許庁分類の部
門Ｃにおける分類指針に記載された周期律表を意味し、
ここで第ＩＡ族はアルカリ金属および水素である。
門Ｃにおける分類指針に記載された周期律表を意味し、
ここで第ＩＡ族はアルカリ金属および水素である。
【００１１】樹脂上に付着させる第ＩＡ族金属の量は好
ましくは最終生成物における炭素１モル当り１×１０-4
〜６×１０-4モルの範囲である。
ましくは最終生成物における炭素１モル当り１×１０-4
〜６×１０-4モルの範囲である。
【００１２】本発明による炭素の好適な製造方法におい
ては、熱可塑性フェノール樹脂と架橋剤とを予備硬化工
程にかけて部分硬化した熱硬化樹脂を生成させ、次いで
これを微粉砕して部分硬化したフェノール樹脂の粒子を
与えた後、第ＩＡ族金属の陽イオンによって処理する。
ては、熱可塑性フェノール樹脂と架橋剤とを予備硬化工
程にかけて部分硬化した熱硬化樹脂を生成させ、次いで
これを微粉砕して部分硬化したフェノール樹脂の粒子を
与えた後、第ＩＡ族金属の陽イオンによって処理する。
【００１３】第ＩＡ族金属を導入する代案方法 第ＩＡ族金属は、最終硬化工程の後に導入してイオン交
換法により熱硬化樹脂を与えることができる。代案とし
て、第ＩＡ族金属は最終硬化工程の前に第ＩＡ族金属化
合物を混入して熱硬化樹脂を与え、これを炭化すること
により導入することもできる。
換法により熱硬化樹脂を与えることができる。代案とし
て、第ＩＡ族金属は最終硬化工程の前に第ＩＡ族金属化
合物を混入して熱硬化樹脂を与え、これを炭化すること
により導入することもできる。
【００１４】本発明を実施する１つの方法においては、
所要の陽イオンを含有する１種もしくはそれ以上の化合
物を予備硬化した樹脂粒子と混合し、次いで得られた混
合物を成形物品まで形成する。次いで成形物品を、好ま
しくは追加の架橋剤の存在下にさらに硬化工程（微粉砕
後の硬化工程、すなわち「後硬化」工程）にかけて粒子
を互いに焼結させることにより多孔質生成物を生ぜしめ
る。後硬化工程は１工程で行うことができ、その後に炭
化させる。
所要の陽イオンを含有する１種もしくはそれ以上の化合
物を予備硬化した樹脂粒子と混合し、次いで得られた混
合物を成形物品まで形成する。次いで成形物品を、好ま
しくは追加の架橋剤の存在下にさらに硬化工程（微粉砕
後の硬化工程、すなわち「後硬化」工程）にかけて粒子
を互いに焼結させることにより多孔質生成物を生ぜしめ
る。後硬化工程は１工程で行うことができ、その後に炭
化させる。
【００１５】上記方法において、予備硬化された樹脂粒
子と混合する全金属陽イオンは成形物品中に保持され
る。これは、炭化すべき生成物に導入される陽イオンの
量を一層良好に調節しうるという利点を有する。
子と混合する全金属陽イオンは成形物品中に保持され
る。これは、炭化すべき生成物に導入される陽イオンの
量を一層良好に調節しうるという利点を有する。
【００１６】本発明を実施する代案方法においては、部
分硬化した熱硬化粒子から出発してフェノール樹脂粒子
を追加量の架橋剤と一緒に成形物品まで成形し、これを
「後硬化」工程にかけて成形された多孔質の熱硬化フェ
ノール樹脂物品を製造する。次いで多孔質物品を第ＩＡ
族金属陽イオンを含有する溶液での処理にかけて、イオ
ン交換により陽イオンを樹脂上に付着させる。所要量の
陽イオンを導入するには、樹脂のイオン交換特性を調整
する必要がある。これは、たとえば調節量の或る種の水
混和性ポリマー（たとえばポリエチレングリコール）を
部分硬化した熱硬化フェノール樹脂ポリマーと架橋剤と
の混合物に添加し、これを用い成形物品を成形して行う
ことができる。
分硬化した熱硬化粒子から出発してフェノール樹脂粒子
を追加量の架橋剤と一緒に成形物品まで成形し、これを
「後硬化」工程にかけて成形された多孔質の熱硬化フェ
ノール樹脂物品を製造する。次いで多孔質物品を第ＩＡ
族金属陽イオンを含有する溶液での処理にかけて、イオ
ン交換により陽イオンを樹脂上に付着させる。所要量の
陽イオンを導入するには、樹脂のイオン交換特性を調整
する必要がある。これは、たとえば調節量の或る種の水
混和性ポリマー（たとえばポリエチレングリコール）を
部分硬化した熱硬化フェノール樹脂ポリマーと架橋剤と
の混合物に添加し、これを用い成形物品を成形して行う
ことができる。
【００１７】金属を導入する段階とは無関係に、炭素の
製造に使用しうる工程が存在する。これらにつき以下詳
細に説明する。
製造に使用しうる工程が存在する。これらにつき以下詳
細に説明する。
【００１８】熱硬化フェノール樹脂 第ＩＡ族金属の金属陽イオンで処理される熱硬化フェノ
ール樹脂は完全熱硬化樹脂とすることができ、或いは樹
脂の個々の粒子が加熱に際し互いに焼結しうる能力を持
った部分硬化した熱硬化樹脂とすることもできる。しか
しながら、炭化に関与する初期の加熱段階に際し溶融し
て非巨孔質炭素を与えるような熱可塑性樹脂であっては
ならない。
ール樹脂は完全熱硬化樹脂とすることができ、或いは樹
脂の個々の粒子が加熱に際し互いに焼結しうる能力を持
った部分硬化した熱硬化樹脂とすることもできる。しか
しながら、炭化に関与する初期の加熱段階に際し溶融し
て非巨孔質炭素を与えるような熱可塑性樹脂であっては
ならない。
【００１９】炭化にかける熱硬化樹脂はたとえば２５０
μｍ〜好ましくは１０６μｍ未満の範囲の粒子寸法を有
する粉末の形態とすることができ、或いはペレット、顆
粒、押出物または種々の方法（たとえば成形）により作
成される大型物品とすることもできる。
μｍ〜好ましくは１０６μｍ未満の範囲の粒子寸法を有
する粉末の形態とすることができ、或いはペレット、顆
粒、押出物または種々の方法（たとえば成形）により作
成される大型物品とすることもできる。
【００２０】熱硬化フェノール樹脂の作成 フェノール性レゾール樹脂はフェノールとホルムアルデ
ヒドとのアルカリ縮合によって作成される。これらは一
般に、過剰量の第ＩＡ族金属陽イオンを有する樹脂を与
える。一般に、所要量の金属が添加されているノボラッ
ク樹脂から誘導された熱硬化フェノール樹脂を使用する
のが好適である。ノボラックフェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂は、酸性条件下におけるフェノールとホルムア
ルデヒドとの縮合により製造される熱可塑性樹脂であ
る。
ヒドとのアルカリ縮合によって作成される。これらは一
般に、過剰量の第ＩＡ族金属陽イオンを有する樹脂を与
える。一般に、所要量の金属が添加されているノボラッ
ク樹脂から誘導された熱硬化フェノール樹脂を使用する
のが好適である。ノボラックフェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂は、酸性条件下におけるフェノールとホルムア
ルデヒドとの縮合により製造される熱可塑性樹脂であ
る。
【００２１】微粉砕前の硬化（「予備硬化」） 上記したように、熱可塑性フェノール樹脂は好ましくは
微粉砕工程の前に熱硬化性の部分硬化したフェノール樹
脂まで変換される。
微粉砕工程の前に熱硬化性の部分硬化したフェノール樹
脂まで変換される。
【００２２】部分硬化は、好ましくはノボラック樹脂を
架橋剤と一緒に加熱して行われる。ノボラック樹脂を熱
硬化樹脂に変換する方法は周知されている。架橋剤は効
果的にはホルムアルデヒドの原料である。ホルムアルデ
ヒド自身も使用しうるが、ヘキサメチレンテトラミン
（「ｈｅｘ」）を特にこの架橋剤を含有する成形用粉末
が市販されているので使用するのが一層便利である。
架橋剤と一緒に加熱して行われる。ノボラック樹脂を熱
硬化樹脂に変換する方法は周知されている。架橋剤は効
果的にはホルムアルデヒドの原料である。ホルムアルデ
ヒド自身も使用しうるが、ヘキサメチレンテトラミン
（「ｈｅｘ」）を特にこの架橋剤を含有する成形用粉末
が市販されているので使用するのが一層便利である。
【００２３】架橋反応は加熱により開始される。架橋剤
の量、時間および温度は好ましくは、得られる樹脂が完
全には硬化しないが（すなわち、まだ互いに焼結してさ
らに硬化することができる）溶融しない程度に充分硬化
するよう調節される。
の量、時間および温度は好ましくは、得られる樹脂が完
全には硬化しないが（すなわち、まだ互いに焼結してさ
らに硬化することができる）溶融しない程度に充分硬化
するよう調節される。
【００２４】架橋剤の量は好ましくはフェノール樹脂の
重量に対し１〜５重量％のヘキサメチレンテトラミンに
相当する。
重量に対し１〜５重量％のヘキサメチレンテトラミンに
相当する。
【００２５】ノボラック樹脂につき２．５〜３重量％の
テトラメチレンヘキサミンと共に使用しうる架橋剤の量
と時間と温度との組合せ例は１３０〜２００℃の範囲お
よび２４時間〜３０分間の範囲の時間である。より低温
度は、より長い加熱時間を必要とする。
テトラメチレンヘキサミンと共に使用しうる架橋剤の量
と時間と温度との組合せ例は１３０〜２００℃の範囲お
よび２４時間〜３０分間の範囲の時間である。より低温
度は、より長い加熱時間を必要とする。
【００２６】微粉砕 最初に形成された予備硬化生成物を任意便利な方法によ
り微粉砕して、好ましくは５００μｍ未満、より好まし
くは１２０μｍ未満、特に好ましくは６０μｍ未満の粒
子寸法を有する樹脂粒子を得る。微粉砕は、実質的に粒
子の全部が所望寸法限界以下になるまで行うことができ
る。或いは、所望寸法限界以下の粒子を、たとえば篩分
によって微粉砕生成物から分離することもできる。残留
する物質を微粉砕工程に戻すことができる。
り微粉砕して、好ましくは５００μｍ未満、より好まし
くは１２０μｍ未満、特に好ましくは６０μｍ未満の粒
子寸法を有する樹脂粒子を得る。微粉砕は、実質的に粒
子の全部が所望寸法限界以下になるまで行うことができ
る。或いは、所望寸法限界以下の粒子を、たとえば篩分
によって微粉砕生成物から分離することもできる。残留
する物質を微粉砕工程に戻すことができる。
【００２７】成形物品への成形 本発明を実施する好適方法においては、部分硬化した熱
硬化フェノール樹脂を次いで成形物品まで成形する。理
論的には極めて微細な粉末として吸着性炭素を使用する
ことも可能であるが、この種の粉末は取扱いが極めて困
難である。したがって、比較的大きい成形物品（たとえ
ばペレット、押出物および顆粒）の形態の吸着性炭素を
製造しうることが望ましい。本発明の成形法は、この種
の成形物品を炭化工程の前に製造することを可能にす
る。本発明の成形法は、たとえばタブレット形成プレス
の使用または押出によって行うことができる。
硬化フェノール樹脂を次いで成形物品まで成形する。理
論的には極めて微細な粉末として吸着性炭素を使用する
ことも可能であるが、この種の粉末は取扱いが極めて困
難である。したがって、比較的大きい成形物品（たとえ
ばペレット、押出物および顆粒）の形態の吸着性炭素を
製造しうることが望ましい。本発明の成形法は、この種
の成形物品を炭化工程の前に製造することを可能にす
る。本発明の成形法は、たとえばタブレット形成プレス
の使用または押出によって行うことができる。
【００２８】上記したように、陽イオンを導入する工程
は、成形物品を形成する前または成形およびその後の追
加硬化工程の後に多孔質フェノール樹脂物品が作成され
た後のいずれかに行うことができる。成形物品まで成形
する工程にかける予備硬化した熱硬化フェノール樹脂粒
子はたとえばヘキサメチレンテトラミンのような追加の
架橋剤を含有することもできる。存在させる場合、架橋
剤の量はフェノール樹脂の重量に対し１５重量％まで、
好ましくは５〜１０重量％のヘキサメチレンテトラミン
に相当するような量とすることができる。ヘキサメチレ
ンは好ましくは水溶液として添加される。
は、成形物品を形成する前または成形およびその後の追
加硬化工程の後に多孔質フェノール樹脂物品が作成され
た後のいずれかに行うことができる。成形物品まで成形
する工程にかける予備硬化した熱硬化フェノール樹脂粒
子はたとえばヘキサメチレンテトラミンのような追加の
架橋剤を含有することもできる。存在させる場合、架橋
剤の量はフェノール樹脂の重量に対し１５重量％まで、
好ましくは５〜１０重量％のヘキサメチレンテトラミン
に相当するような量とすることができる。ヘキサメチレ
ンは好ましくは水溶液として添加される。
【００２９】成形物品がタブレット形成もしくは押出に
よってフェノール樹脂粒子から製造される場合、成形す
べき物質に潤滑剤を混入することが一般に必要である。
この種の潤滑剤はタブレット形成法および押出法にて慣
用である。ポリエチレングリコールを潤滑剤として使用
することができ、好ましくは水溶液として添加する。所
要の金属陽イオンを生成する化合物を成形物品まで成形
すべき混合物に直接混入する場合、存在するポリエチレ
ングリコールは実質的に潤滑剤として作用する。しかし
ながら、イオン交換により金属陽イオンをその後に導入
する場合は、ポリエチレングリコールはイオン交換工程
における金属陽イオンの吸収を抑制するよう作用する。
よってフェノール樹脂粒子から製造される場合、成形す
べき物質に潤滑剤を混入することが一般に必要である。
この種の潤滑剤はタブレット形成法および押出法にて慣
用である。ポリエチレングリコールを潤滑剤として使用
することができ、好ましくは水溶液として添加する。所
要の金属陽イオンを生成する化合物を成形物品まで成形
すべき混合物に直接混入する場合、存在するポリエチレ
ングリコールは実質的に潤滑剤として作用する。しかし
ながら、イオン交換により金属陽イオンをその後に導入
する場合は、ポリエチレングリコールはイオン交換工程
における金属陽イオンの吸収を抑制するよう作用する。
【００３０】好適ポリエチレングリコールの例は６００
０のＭＷを有するものである。特に陽イオンをイオン交
換により導入する際に使用しうるポリエチレングリコー
ルの量の例は５〜１５重量％である。
０のＭＷを有するものである。特に陽イオンをイオン交
換により導入する際に使用しうるポリエチレングリコー
ルの量の例は５〜１５重量％である。
【００３１】微粉砕後の硬化工程 成形物品を形成した後、加熱工程を行ってこれをさらに
硬化させる。この加熱工程は１００〜２００℃の温度に
て２４時間〜３０分間の範囲の時間にわたり行うことが
できる。
硬化させる。この加熱工程は１００〜２００℃の温度に
て２４時間〜３０分間の範囲の時間にわたり行うことが
できる。
【００３２】微粉砕後の硬化工程を炭化工程と組合せ
て、初期の加熱がまだ可能な硬化を完了し、さらに加熱
して炭化を生ぜしめるようにすることができる。
て、初期の加熱がまだ可能な硬化を完了し、さらに加熱
して炭化を生ぜしめるようにすることができる。
【００３３】しかしながら第ＩＡ族金属の陽イオンをイ
オン交換によって導入する場合は、別途の後硬化工程を
イオン交換処理に先だって行うことが望ましい。後硬化
工程は、最適量の第ＩＡ族金属を吸収するフェノール樹
脂を与えるよう作用する。
オン交換によって導入する場合は、別途の後硬化工程を
イオン交換処理に先だって行うことが望ましい。後硬化
工程は、最適量の第ＩＡ族金属を吸収するフェノール樹
脂を与えるよう作用する。
【００３４】炭化工程 炭化工程は、第ＩＡ族金属改質されたの熱硬化フェノー
ル樹脂を６００〜１０００℃、より好ましくは７００〜
８５０℃の温度まで加熱して行われる。この加熱工程は
初期に不活性雰囲気下で行いうるが、減圧下で完結させ
ることができる。樹脂を加熱する初期段階を不活性ガス
の流れの下で行って、分解生成物を搬出除去することが
便利である。しかしながら、５００℃以上で炭化すべき
物質を加熱する工程は好ましくは減圧下で行われる。減
圧という用語は１００ｋＰａ以下、より好ましくは１０
００Ｐａ以下の絶対圧を意味する。
ル樹脂を６００〜１０００℃、より好ましくは７００〜
８５０℃の温度まで加熱して行われる。この加熱工程は
初期に不活性雰囲気下で行いうるが、減圧下で完結させ
ることができる。樹脂を加熱する初期段階を不活性ガス
の流れの下で行って、分解生成物を搬出除去することが
便利である。しかしながら、５００℃以上で炭化すべき
物質を加熱する工程は好ましくは減圧下で行われる。減
圧という用語は１００ｋＰａ以下、より好ましくは１０
００Ｐａ以下の絶対圧を意味する。
【００３５】炭化すべき物質の加熱速度はたとえば０．
１〜５℃／ｍｉｎとすることができる。炭素が６００〜
１０００℃の温度に達した後、この温度にたとえば６時
間まで保った後に冷却することができる。減圧下で行う
べき加熱の要件は冷却工程に際し５００℃以上の温度で
炭化物質と接触する不活性ガスの存在を排除せず、ただ
し炭素は炭化工程に際し加熱工程の間の減圧を受けるも
のとする。
１〜５℃／ｍｉｎとすることができる。炭素が６００〜
１０００℃の温度に達した後、この温度にたとえば６時
間まで保った後に冷却することができる。減圧下で行う
べき加熱の要件は冷却工程に際し５００℃以上の温度で
炭化物質と接触する不活性ガスの存在を排除せず、ただ
し炭素は炭化工程に際し加熱工程の間の減圧を受けるも
のとする。
【００３６】用途 本発明により製造されるモレキュラシーブはガスの分離
に使用するのに特に適している。特に、本発明の方法は
圧力スイング吸着による窒素と酸素との分離または二酸
化炭素とメタンとの分離のための炭素モレキュラシーブ
を製造するために使用することができる。
に使用するのに特に適している。特に、本発明の方法は
圧力スイング吸着による窒素と酸素との分離または二酸
化炭素とメタンとの分離のための炭素モレキュラシーブ
を製造するために使用することができる。
【００３７】
【実施例】以下、圧力スイング吸着装置を例示する第１
図を参照し、本発明を実施例につき詳細に説明する。
図を参照し、本発明を実施例につき詳細に説明する。
【００３８】実施例１ 出発物質は、ＰＢケミカルス・リミテッド社から市販入
手しうる３重量％のヘキサメチレンテトラミンを含有す
るノボラック樹脂成形用粉末とした。
手しうる３重量％のヘキサメチレンテトラミンを含有す
るノボラック樹脂成形用粉末とした。
【００３９】樹脂の層（深さ２５ｍｍ）を空気循環オー
ブン内のトレー上で１５０℃にて２時間にわたり加熱し
た。得られた部分硬化した樹脂シートを実験室グライン
ダでほぼ全部の樹脂が１０６μｍ未満の粒子寸法を有す
るまで磨砕した。次いで、磨砕した樹脂を（ａ）ヘキサ
メチレンテトラミンと（ｂ）６０００の分子量を有する
ポリエチレングリコールとの水溶液と混合して、樹脂の
重量に対し７重量％のヘキサメチレンテトラミンと樹脂
の重量に対し１０重量％のポリエチレングリコールとを
含有する生成物を得た。次いで、この混合物をタブレッ
ト形成プレスでペレットに成形した。次いでペレットを
オーブン内で１５０℃にて１時間硬化させた。次いで、
これらを実験室ミルでほぼ全部の樹脂が３５５〜１２５
μｍの粒子寸法を有するまで磨砕した。次いで、磨砕し
た樹脂を０．５モルの酢酸ナトリウムの水溶液とイオン
交換させた。
ブン内のトレー上で１５０℃にて２時間にわたり加熱し
た。得られた部分硬化した樹脂シートを実験室グライン
ダでほぼ全部の樹脂が１０６μｍ未満の粒子寸法を有す
るまで磨砕した。次いで、磨砕した樹脂を（ａ）ヘキサ
メチレンテトラミンと（ｂ）６０００の分子量を有する
ポリエチレングリコールとの水溶液と混合して、樹脂の
重量に対し７重量％のヘキサメチレンテトラミンと樹脂
の重量に対し１０重量％のポリエチレングリコールとを
含有する生成物を得た。次いで、この混合物をタブレッ
ト形成プレスでペレットに成形した。次いでペレットを
オーブン内で１５０℃にて１時間硬化させた。次いで、
これらを実験室ミルでほぼ全部の樹脂が３５５〜１２５
μｍの粒子寸法を有するまで磨砕した。次いで、磨砕し
た樹脂を０．５モルの酢酸ナトリウムの水溶液とイオン
交換させた。
【００４０】磨砕した樹脂を水溶液に浸漬すると共に、
イオン交換が完結するまで残留させた。
イオン交換が完結するまで残留させた。
【００４１】次いで、イオン交換した炭素を溶液のｐＨ
が中性になるまで水洗した。
が中性になるまで水洗した。
【００４２】次いで、イオン交換した樹脂を炭化させ
た。樹脂を２５℃の炉に導入し、炉内の圧力を１０-1ミ
リバール低い１００Ｐａに減圧した。次いで炉を毎分５
℃の速度で（減圧を維持しながら）８００℃まで加熱し
た（減圧ポンプを運転し続けたが、圧力は発生した揮発
性物質により上昇した）。炉を８００℃に１５分間保
ち、次いで減圧を維持しながら２５℃まで冷却した。
た。樹脂を２５℃の炉に導入し、炉内の圧力を１０-1ミ
リバール低い１００Ｐａに減圧した。次いで炉を毎分５
℃の速度で（減圧を維持しながら）８００℃まで加熱し
た（減圧ポンプを運転し続けたが、圧力は発生した揮発
性物質により上昇した）。炉を８００℃に１５分間保
ち、次いで減圧を維持しながら２５℃まで冷却した。
【００４３】実施例２ 実施例１におけると同様に炭素モレキュラシーブを作成
したが、ただし成形および硬化したフェノール樹脂を３
５５〜１２５μｍの範囲の粒子寸法まで磨砕する代りに
１〜２ｍｍの範囲の寸法まで磨砕した。
したが、ただし成形および硬化したフェノール樹脂を３
５５〜１２５μｍの範囲の粒子寸法まで磨砕する代りに
１〜２ｍｍの範囲の寸法まで磨砕した。
【００４４】実施例３ この実施例は、空気から窒素を分離するための圧力スイ
ング吸着法における実施例１で作成した炭素モレキュラ
シーブの使用につき示す。
ング吸着法における実施例１で作成した炭素モレキュラ
シーブの使用につき示す。
【００４５】使用した装置を図１に示す。これは２個の
容器１および２よりなり、各容器は容積２０ｃｍ3 の炭
素の床を有する。ガスを入口３とマスフローメータ４と
を介し装置に流入させて出口５とマスフローメータ６と
を介し装置から抜取ることができる。容器１および２に
は入口および出口フィルタ７、８、９および１０をそれ
ぞれ設けた。電磁弁１１〜１７を容器１および２に対す
る入口および各容器の入口と出口との間のライン、並び
にベント１８へのラインに設けた。弁の操作は、プログ
ラミングしうるロジック制御器（図示せず）からの信号
によって行わなった。各床をプログラミングされた順序
にしたがい加圧、均衡化および圧力解除した。生成物流
量およびサイクル時間を各床間の均衡時間を一定に保ち
ながら変化させた。ベントをゲージ圧７バール（絶対圧
０．８ＭＰａ）に空気で加圧した。流出ライン５から採
取した生成物を質量分光光度計により分析した。任意所
定のサイクル時間につき弁の操作順序は次ぎの通りとし
た。
容器１および２よりなり、各容器は容積２０ｃｍ3 の炭
素の床を有する。ガスを入口３とマスフローメータ４と
を介し装置に流入させて出口５とマスフローメータ６と
を介し装置から抜取ることができる。容器１および２に
は入口および出口フィルタ７、８、９および１０をそれ
ぞれ設けた。電磁弁１１〜１７を容器１および２に対す
る入口および各容器の入口と出口との間のライン、並び
にベント１８へのラインに設けた。弁の操作は、プログ
ラミングしうるロジック制御器（図示せず）からの信号
によって行わなった。各床をプログラミングされた順序
にしたがい加圧、均衡化および圧力解除した。生成物流
量およびサイクル時間を各床間の均衡時間を一定に保ち
ながら変化させた。ベントをゲージ圧７バール（絶対圧
０．８ＭＰａ）に空気で加圧した。流出ライン５から採
取した生成物を質量分光光度計により分析した。任意所
定のサイクル時間につき弁の操作順序は次ぎの通りとし
た。
【００４６】全ての弁を閉鎖して出発し、弁１１を解放
して容器１を空気で加圧した。５秒間の後、弁１７を開
放して生成物を容器１から採取した。
して容器１を空気で加圧した。５秒間の後、弁１７を開
放して生成物を容器１から採取した。
【００４７】次いで弁１１を閉鎖した。
【００４８】弁１６、１３および１４を開放して、容器
１および２の入口と出口とを接続した。これら容器にお
ける炭素床がかくして同一圧力になる。
１および２の入口と出口とを接続した。これら容器にお
ける炭素床がかくして同一圧力になる。
【００４９】２秒間の後、弁１６および１４を閉鎖し
た。弁１５を次いで開放して容器１をベント１８を介し
て圧力解除した。弁１２を開放して、容器２を入口から
の空気で加圧した。
た。弁１５を次いで開放して容器１をベント１８を介し
て圧力解除した。弁１２を開放して、容器２を入口から
の空気で加圧した。
【００５０】弁１７を５秒後に開放し、生成物（窒素）
を抜取った。
を抜取った。
【００５１】弁１２および１５を閉鎖し、弁１４および
１６を開放して容器１および２における床を均衡させ
た。弁１４および１３を閉鎖し、弁１５を開放して容器
２を圧力解除した。
１６を開放して容器１および２における床を均衡させ
た。弁１４および１３を閉鎖し、弁１５を開放して容器
２を圧力解除した。
【００５２】この手順を、ライン５からの生成物流にお
ける酸素レベルが一定値に達するまで自動的に反復し
た。種々異なるサイクル時間および入口における空気流
の結果を表１に示す。
ける酸素レベルが一定値に達するまで自動的に反復し
た。種々異なるサイクル時間および入口における空気流
の結果を表１に示す。
【００５３】酸素％はライン５を介し回収されたガスに
おける酸素の％である。回収された窒素は、この方法に
供給された空気における全窒素の流出ラインで回収され
た比率を示す。
おける酸素の％である。回収された窒素は、この方法に
供給された空気における全窒素の流出ラインで回収され
た比率を示す。
【００５４】実施例４ 実施例２の炭素生成物を用い、実施例３におけると同様
に実験を行った。結果を表２に示す。
に実験を行った。結果を表２に示す。
【００５５】比較試験Ａ これは本発明によらない比較試験である。実施例３を反
復したが、圧力スイング吸着による窒素と酸素との分離
に用いるため市販されている炭素を使用した。この炭素
は石炭から得られたものと思われる。
復したが、圧力スイング吸着による窒素と酸素との分離
に用いるため市販されている炭素を使用した。この炭素
は石炭から得られたものと思われる。
【００５６】結果を表３に示す。
【００５７】圧力スイング吸着による窒素の生産におい
ては、低レベルの酸素と窒素とを得ることが望ましい。
しかしながら、任意所定の酸素レベルにつき窒素回収％
が高いことも重要である。この方法は空気の圧縮および
圧縮解除を含む。低い窒素回収率は、多量の空気が有用
な窒素生成物を与えることなく単に圧縮解除するために
のみ高価に圧縮されることを意味する。表１および２に
おける結果と表３における結果との比較は、表３におけ
る窒素回収率が表１および２における窒素回収率に匹敵
する場合、回収ガスの酸素含有量が表１および２におい
て極めて低いことを示す。窒素の純度が匹敵する場合、
表３および４で得られた窒素回収率は比較試験Ａで得ら
れるよりも極めて高い。
ては、低レベルの酸素と窒素とを得ることが望ましい。
しかしながら、任意所定の酸素レベルにつき窒素回収％
が高いことも重要である。この方法は空気の圧縮および
圧縮解除を含む。低い窒素回収率は、多量の空気が有用
な窒素生成物を与えることなく単に圧縮解除するために
のみ高価に圧縮されることを意味する。表１および２に
おける結果と表３における結果との比較は、表３におけ
る窒素回収率が表１および２における窒素回収率に匹敵
する場合、回収ガスの酸素含有量が表１および２におい
て極めて低いことを示す。窒素の純度が匹敵する場合、
表３および４で得られた窒素回収率は比較試験Ａで得ら
れるよりも極めて高い。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】実施例５ 出発物質をＢＰケミカルス社のノボラック樹脂とした。
この樹脂を空気循環オーブン内で１５０℃にて２時間に
わたり部分硬化させた。得られた硬化樹脂を１０６μｍ
未満の粒子寸法まで磨砕した。次いで、磨砕した樹脂を
７．５重量％のヘキサメチレンテトラミンおよび１０重
量％のポリエチレングリコール（水溶液として添加）と
混合した。次いで混合物を２ｍｍの直径で押出し、風乾
した。押出物を１５０℃にて１時間硬化させ、酢酸ナト
リウム水溶液（０．５Ｍ）に１９時間にわたり浸漬して
イオン交換させた。交換された樹脂を、溶液のｐＨが中
性になるまで水洗した。イオン交換した押出物を、試料
が１０-1ミリバール未満の圧力まで減圧された後に減圧
炭化炉にて５℃／ｍｉｎの加熱速度で７８０℃まで加熱
することにより炭化させた。７８０℃の炭化温度を１５
分間保ち、次いで減圧を維持しながら室温まで冷却し
た。
この樹脂を空気循環オーブン内で１５０℃にて２時間に
わたり部分硬化させた。得られた硬化樹脂を１０６μｍ
未満の粒子寸法まで磨砕した。次いで、磨砕した樹脂を
７．５重量％のヘキサメチレンテトラミンおよび１０重
量％のポリエチレングリコール（水溶液として添加）と
混合した。次いで混合物を２ｍｍの直径で押出し、風乾
した。押出物を１５０℃にて１時間硬化させ、酢酸ナト
リウム水溶液（０．５Ｍ）に１９時間にわたり浸漬して
イオン交換させた。交換された樹脂を、溶液のｐＨが中
性になるまで水洗した。イオン交換した押出物を、試料
が１０-1ミリバール未満の圧力まで減圧された後に減圧
炭化炉にて５℃／ｍｉｎの加熱速度で７８０℃まで加熱
することにより炭化させた。７８０℃の炭化温度を１５
分間保ち、次いで減圧を維持しながら室温まで冷却し
た。
【００６３】実施例６ 出発物質をＢＰケミカルス社のノボラック樹脂とした。
樹脂を空気循環オーブン内で１５０℃にて２時間にわた
り部分硬化させた。得られた予備硬化した樹脂を１０６
μｍ未満の粒子寸法まで磨砕した。次いで、磨砕した樹
脂を７．５重量％のヘキサメチレンテトラミンおよび１
２．５重量％のポリエチレングリコール（水溶液で添
加）と混合した。次いで混合物を２ｍｍの直径にて押出
し、風乾した。押出物を１５０℃にて１時間にわたり後
硬化させ、さらに酢酸ナトリウム水溶液（０．５Ｍ）に
１９時間にわたり浸漬してイオン交換させた。イオン交
換した樹脂を、溶液のｐＨが中性になるまで水洗した。
イオン交換した押出物を、試料が１０-1ミリバール未満
まで減圧された後に減圧炭化炉にて５℃／ｍｉｎの加熱
速度で８００℃まで加熱することにより炭化させた。８
００℃の炭化温度を１５分間保ち、次いで減圧を維持し
ながら室温まで冷却した。
樹脂を空気循環オーブン内で１５０℃にて２時間にわた
り部分硬化させた。得られた予備硬化した樹脂を１０６
μｍ未満の粒子寸法まで磨砕した。次いで、磨砕した樹
脂を７．５重量％のヘキサメチレンテトラミンおよび１
２．５重量％のポリエチレングリコール（水溶液で添
加）と混合した。次いで混合物を２ｍｍの直径にて押出
し、風乾した。押出物を１５０℃にて１時間にわたり後
硬化させ、さらに酢酸ナトリウム水溶液（０．５Ｍ）に
１９時間にわたり浸漬してイオン交換させた。イオン交
換した樹脂を、溶液のｐＨが中性になるまで水洗した。
イオン交換した押出物を、試料が１０-1ミリバール未満
まで減圧された後に減圧炭化炉にて５℃／ｍｉｎの加熱
速度で８００℃まで加熱することにより炭化させた。８
００℃の炭化温度を１５分間保ち、次いで減圧を維持し
ながら室温まで冷却した。
【００６４】実施例５および６の生成物を実施例３にお
けると同様に試験し、その結果を表４および５に示す。
けると同様に試験し、その結果を表４および５に示す。
【００６５】
【表５】
【００６６】
【表６】
【００６７】実施例７ ＢＰケミカルス社のノボラック樹脂を空気循環オーブン
内で１５０℃にて２時間にわたり部分硬化させた。得ら
れた予備硬化した樹脂を１０６μｍ未満の粒子寸法まで
磨砕した。磨砕した樹脂を次いで７．５重量％のヘキサ
メチレンテトラミンと１２．５重量％のポリエチレング
リコールと０．０４重量％のＮａ（酢酸ナトリウムとし
て添加）との水溶液と混合した。次いで混合物を２ｍｍ
の直径にて押出し、風乾させた。樹脂押出物を試料が１
０-1ミリバール未満まで減圧された後に減圧炭化炉にて
５℃／ｍｉｎの加熱速度で７６５℃まで加熱することに
より炭化させた。７６５℃の炭化温度を１５分間保ち、
次いで減圧を維持しながら室温まで冷却した。
内で１５０℃にて２時間にわたり部分硬化させた。得ら
れた予備硬化した樹脂を１０６μｍ未満の粒子寸法まで
磨砕した。磨砕した樹脂を次いで７．５重量％のヘキサ
メチレンテトラミンと１２．５重量％のポリエチレング
リコールと０．０４重量％のＮａ（酢酸ナトリウムとし
て添加）との水溶液と混合した。次いで混合物を２ｍｍ
の直径にて押出し、風乾させた。樹脂押出物を試料が１
０-1ミリバール未満まで減圧された後に減圧炭化炉にて
５℃／ｍｉｎの加熱速度で７６５℃まで加熱することに
より炭化させた。７６５℃の炭化温度を１５分間保ち、
次いで減圧を維持しながら室温まで冷却した。
【００６８】第ＩＡ族金属の含有量 実施例１、２、５、６および７で製造された炭素生成物
のナトリウム含有量を酸素１モル当りのモル数として測
定した。その結果を表６に示す。
のナトリウム含有量を酸素１モル当りのモル数として測
定した。その結果を表６に示す。
【００６９】
【表７】
【００７０】
【発明の効果】本発明により製造されるモレキュラシー
ブは、ガスの分離に使用するのに特に適し、圧力スイン
グ吸着による窒素と酸素との分離または二酸化炭素とメ
タンとの分離のための炭素モレキュラシーブを製造する
ために使用することができる。
ブは、ガスの分離に使用するのに特に適し、圧力スイン
グ吸着による窒素と酸素との分離または二酸化炭素とメ
タンとの分離のための炭素モレキュラシーブを製造する
ために使用することができる。
【図１】本発明により圧力スイング吸着法を実施する装
置の流れ図である。
置の流れ図である。
１，２ 容器 ３ 入口 ４ マスフローメータ ５ 出口 ６ マスフローメータ ７、８、９、１０ フィルタ １１〜１７ 電磁弁 １８ ベント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギャリー ジェームズ オードリー イギリス国、ケイティー15 １イーエフ、 サリー、アドルストン、ロータウン 31 番、フランクランズ プレース (72)発明者 アラン グリント イギリス国、シーダブリュー９ ６ビーユ ー、チェシャー、ノースウィッチ、コムバ ーバッチ、バーガモット レーン 22番 (72)発明者 スティーブン ロバート テニスン イギリス国、ケイティー15 ３エイチアー ル、サリー、ウェイブリッジ、ニュー ホ ー、ファーリー ロード 62番
Claims (8)
- 【請求項１】 ガスを分離する際に使用するのに適した
炭素モレキュラシーブを製造するに際し、（ａ）熱硬化
性フェノール樹脂を周期律表第ＩＡ族金属の陽イオンで
処理して、樹脂上に最終モレキュラシーブ生成物におけ
る炭素１モル当り１×１０-6〜１×１０-2モルの範囲に
おける全量の第ＩＡ族金属を付着させ、次いで（ｂ）こ
れを６００〜１０００℃の範囲の温度まで加熱すると共
に、少なくとも炭素が５００℃より高い温度で加熱され
ている間に炭化されつつある材料に対し減圧を維持する
ことにより熱硬化フェノール樹脂を炭化させることを特
徴とする炭素モレキュラシーブの製造方法。 - 【請求項２】 樹脂上に付着される第ＩＡ族金属の量が
最終生成物における炭素１モル当り１×１０-4〜６×１
０-4モルの範囲である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 熱硬化性フェノール樹脂と架橋剤との混
合物を予備硬化工程にかけて部分硬化した熱硬化樹脂を
生成させ、次いでこれを微粉砕して部分硬化したフェノ
ール樹脂の粒子を生成させた後、第１Ａ族金属の陽イオ
ンで処理する請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 第１Ａ族金属の化合物を部分硬化した熱
硬化樹脂の粒子と混合すると共に加熱して樹脂の硬化を
完結させる請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 部分硬化した樹脂と第ＩＡ族金属化合物
とを追加の硬化剤と混合した後、さらに加熱して樹脂を
硬化させる請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 熱硬化性フェノール樹脂を第ＩＡ族金属
化合物の水溶液で処理して、第ＩＡ族金属の陽イオンを
イオン交換により樹脂中に導入する請求項１または２に
記載の方法。 - 【請求項７】 熱硬化性フェノール樹脂が、（ａ）フェ
ノール樹脂を部分硬化させて部分硬化した熱硬化フェノ
ール樹脂を生成させ、（ｂ）フェノール樹脂を微粉砕
し、（ｃ）微粉砕された樹脂を追加の硬化剤およびポリ
エチレングリコールと混合し、（ｄ）微粉砕された樹脂
を含有する混合物を成形物品に成形し、（ｅ）成形物品
を加熱してこれをさらに硬化させる工程により製造され
てなる請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の方法に
より作成された炭素を用いる圧力スイング吸着による酸
素と窒素との分離方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9311122.7 | 1993-05-28 | ||
| GB939311122A GB9311122D0 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Carbons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0748112A true JPH0748112A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=10736335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6117038A Pending JPH0748112A (ja) | 1993-05-28 | 1994-05-30 | 炭素モレキュラシーブの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0626199A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0748112A (ja) |
| GB (1) | GB9311122D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5968471A (en) * | 1995-07-20 | 1999-10-19 | Nippon Sanso Corporation | Process for producing molecular sieve carbon |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0117212D0 (en) * | 2001-07-16 | 2001-09-05 | Mat & Separations Tech Int Ltd | Filter element |
| US7370657B2 (en) * | 2003-04-02 | 2008-05-13 | Philip Morris Usa Inc. | Activated carbon-containing sorbent |
| CN109319759B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-10-29 | 湖州强大分子筛科技有限公司 | 一种用于四氟乙烷纯化的碳分子筛及其制备方法 |
| CN114425245A (zh) * | 2020-09-23 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种酚醛树脂基复合碳膜及其制备方法和应用 |
| CN113041998A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-29 | 安徽理工大学 | 一种防静电碳分子筛的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1375900A (ja) * | 1972-06-29 | 1974-11-27 | ||
| JPS62108722A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-20 | Tonbo Enpitsu:Kk | 分子ふるい炭素組成物 |
| JPH03141111A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-17 | Kanebo Ltd | 分子ふるい炭素の製造法 |
| US5081097A (en) * | 1990-01-19 | 1992-01-14 | California Institute Of Technology | Copper modified carbon molecular sieves for selective oxygen removal |
-
1993
- 1993-05-28 GB GB939311122A patent/GB9311122D0/en active Pending
-
1994
- 1994-05-20 EP EP94303640A patent/EP0626199A3/en not_active Withdrawn
- 1994-05-30 JP JP6117038A patent/JPH0748112A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5968471A (en) * | 1995-07-20 | 1999-10-19 | Nippon Sanso Corporation | Process for producing molecular sieve carbon |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0626199A2 (en) | 1994-11-30 |
| GB9311122D0 (en) | 1993-07-14 |
| EP0626199A3 (en) | 1995-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0282053B1 (en) | Molecular sieving carbon, process for its production and its use | |
| EP1370605B1 (en) | Porous carbons | |
| JP3071429B2 (ja) | 活性炭をベ―スとする凝集塊、それらの調製方法及び吸着剤としてのそれらの使用 | |
| CN108439403B (zh) | 一种低温预热解、原料超细化制备生物质成型活性炭的方法 | |
| KR20180129857A (ko) | 바인더-프리 석탄계 성형 활성탄의 제조방법 | |
| JPS59162178A (ja) | 貫流可能な多孔質の炭化珪素製成形体の製造方法 | |
| JPH0748112A (ja) | 炭素モレキュラシーブの製造方法 | |
| CN103936004A (zh) | 一种可控孔结构的树脂基球状活性炭的制备方法 | |
| CA1219712A (en) | Method of producing porous carbon bodies of high permeability | |
| KR101574416B1 (ko) | 입상 메조 포러스 실리카의 제조방법 | |
| IL182395A (en) | Desiccating part and a method of forming the same | |
| CH392311A (de) | Verfahren zur Herstellung von porösen, elastischen Schleif- und Polierkörpern | |
| CN114539598A (zh) | 一种质粒均匀的泡沫板的制备方法 | |
| US2517707A (en) | Mechanical shaping of porous materials | |
| JPH0620546B2 (ja) | 分子ふるい炭素及びその製造法 | |
| JP5496448B2 (ja) | 分子ふるい炭素およびその製造方法、ならびに窒素発生装置 | |
| JPH04349178A (ja) | 低密度炭素多孔体及びその製造方法 | |
| KR102181923B1 (ko) | 나프탈렌을 이용한 다형상 활성탄소 제조 방법 | |
| RU2116279C1 (ru) | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода | |
| JP2015202493A (ja) | 空気浄化用カーボンブロックフィルター組成物及びカーボンブロックフィルター | |
| JPH11349318A (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| RU2767027C1 (ru) | Способ изготовления микропористого композиционного материала и дискового фильтрующего элемента | |
| JPH11349319A (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| KR100435006B1 (ko) | 다중 입도분포 분말로부터 반응소결 탄화규소 제조용 균일 프리폼의 제조방법 | |
| KR810000720B1 (ko) | 차량용 합성수지(세미 메탈릭) 마찰판의 제조방법 |