JPH0832973B2 - 活性炭素繊維の製造方法 - Google Patents
活性炭素繊維の製造方法Info
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- JPH0832973B2 JPH0832973B2 JP2034691A JP3469190A JPH0832973B2 JP H0832973 B2 JPH0832973 B2 JP H0832973B2 JP 2034691 A JP2034691 A JP 2034691A JP 3469190 A JP3469190 A JP 3469190A JP H0832973 B2 JPH0832973 B2 JP H0832973B2
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- Japan
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- acf
- activated carbon
- carbon fiber
- vgcf
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は活性炭素繊維の製造方法に係り、特に、有機
溶剤の吸着特性に優れた活性炭素繊維を製造する方法に
関する。
溶剤の吸着特性に優れた活性炭素繊維を製造する方法に
関する。
［従来の技術］ 活性炭は気相又は液相における微量有機化合物の除
去、回収に広く用いられている。近年、繊維状の活性炭
が高吸着能で優れた加工性を有することから各種分野で
の需要が高まりつつある。
去、回収に広く用いられている。近年、繊維状の活性炭
が高吸着能で優れた加工性を有することから各種分野で
の需要が高まりつつある。
従来の提供される活性炭素繊維（以下「ACF」と言
う。）は、ピッチ系、ポリアクリロニトル系又はフェノ
ール系長繊維をベースにしたもので、これを炭化、賦活
処理して製造されている。
う。）は、ピッチ系、ポリアクリロニトル系又はフェノ
ール系長繊維をベースにしたもので、これを炭化、賦活
処理して製造されている。
また、特開昭61−219710号には、気相成長炭素繊維
（VGCF）を酸化してACFを製造することが記載されてい
る。
（VGCF）を酸化してACFを製造することが記載されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のACFは、その表面に賦活処理による含酸素官能
基が多量に存在する。このため親水性を示し易く、有機
溶剤等の吸着性が十分ではないという欠点がある。特
に、ピッチ系のACFでは、不純物が多いために、吸着後
のスチーム再生時における酸生成の問題もある。
基が多量に存在する。このため親水性を示し易く、有機
溶剤等の吸着性が十分ではないという欠点がある。特
に、ピッチ系のACFでは、不純物が多いために、吸着後
のスチーム再生時における酸生成の問題もある。
特開昭61−219710号のACFは、繊維表面に含酸素官能
基が多量に付着しているため、親油性に劣る。また、細
孔分布が広いので、分子篩効果が得られない。
基が多量に付着しているため、親油性に劣る。また、細
孔分布が広いので、分子篩効果が得られない。
［課題を解決するための手段］ 本発明のACFの製造方法は、Feを、Fe/気相成長炭素繊
維重量比１×10-3〜１×10-2の割合で担持させた気相成
長炭素繊維を酸化性雰囲気中、600〜1200℃で10〜120分
間賦活処理して比表面積を200〜450m2/gとすることを特
徴とする。
維重量比１×10-3〜１×10-2の割合で担持させた気相成
長炭素繊維を酸化性雰囲気中、600〜1200℃で10〜120分
間賦活処理して比表面積を200〜450m2/gとすることを特
徴とする。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のACFの原料となる気相成長炭素繊維（以下「V
GCF」と言う。）は、触媒を核として炭化水素ガスの熱
分解反応により気相中で生成するものである。VGCFは通
常、直径0.005〜５μｍ、アスペクト比10以上、好まし
くは100〜1000、嵩密度0.01〜0.2g/cm3、炭素含有率99
重量％の炭素質ウィスカーである。
GCF」と言う。）は、触媒を核として炭化水素ガスの熱
分解反応により気相中で生成するものである。VGCFは通
常、直径0.005〜５μｍ、アスペクト比10以上、好まし
くは100〜1000、嵩密度0.01〜0.2g/cm3、炭素含有率99
重量％の炭素質ウィスカーである。
本発明のACFの製造方法は、このようなVGCFを、Feを
担持させた後、二酸化炭素、水蒸気、空気、燃焼ガス等
の酸化性雰囲気中、600〜1200℃で10〜120分間賦活処理
して比表面積を200〜450m2/gとするものである。
担持させた後、二酸化炭素、水蒸気、空気、燃焼ガス等
の酸化性雰囲気中、600〜1200℃で10〜120分間賦活処理
して比表面積を200〜450m2/gとするものである。
賦活処理の温度が600℃未満であるとVGCFは耐酸化性
があるため賦活反応が進行しない。1200℃を超えると賦
活反応が進みすぎ、歩留りがほとんどなくなる。また、
処理時間が、10分未満では賦活反応が充分進まず比表面
積が拡大しない。120分を超えると反応時間が長すぎる
ため、細孔が大きくなりすぎて比表面積が小さくなって
くる。好ましい賦活処理条件は、800〜1000℃で、30〜6
0分である。
があるため賦活反応が進行しない。1200℃を超えると賦
活反応が進みすぎ、歩留りがほとんどなくなる。また、
処理時間が、10分未満では賦活反応が充分進まず比表面
積が拡大しない。120分を超えると反応時間が長すぎる
ため、細孔が大きくなりすぎて比表面積が小さくなって
くる。好ましい賦活処理条件は、800〜1000℃で、30〜6
0分である。
また、本発明においてACFの比表面積が200m2/g未満で
は、比表面積が小さ過ぎて、十分な吸着性能が得られな
い。逆に450m2/gを超えると繊維表面に含酸素官能基が
多量に付着し、親水性が付与されて有機溶剤の吸着特性
が損なわれる。
は、比表面積が小さ過ぎて、十分な吸着性能が得られな
い。逆に450m2/gを超えると繊維表面に含酸素官能基が
多量に付着し、親水性が付与されて有機溶剤の吸着特性
が損なわれる。
ACFの比表面積を上記範囲とするためには、Fe（NO3）
３・9H2O水溶液（エタノールを溶液／エタノール比7/3
で混合）にVGCFを含浸させてFeを担持させる。Feの担持
量は、Fe/VGCF重量比１×10-3〜１×10-2の範囲、好ま
しくは５×10-3とする。Feの触媒作用により賦活反応を
効率良く行なうことができる。
３・9H2O水溶液（エタノールを溶液／エタノール比7/3
で混合）にVGCFを含浸させてFeを担持させる。Feの担持
量は、Fe/VGCF重量比１×10-3〜１×10-2の範囲、好ま
しくは５×10-3とする。Feの触媒作用により賦活反応を
効率良く行なうことができる。
本発明のACFは各種有機溶剤に対して極めて高い吸着
性能を示す。適用溶剤としては特に制限はないが、例え
ば次のようなものが挙げられる。
性能を示す。適用溶剤としては特に制限はないが、例え
ば次のようなものが挙げられる。
適用溶剤 石油系炭化水素：ベンゼン、トルエン、ｎ−ヘキサン、
ナフサ、シクロヘキサン ハロゲン化炭化水素：トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン、1,1,1−トリクロロエタン、塩化メチレ
ン、トリクロロベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素、
フレオン ケトン類：アセトン、シクロヘキサノン エステル類：エチルアセテート、ブチルアセテート、メ
チルシクロヘキシル エーテル類：メチルエーテル、ジオキサン、THF（テト
ラヒドロフラン）、フルフラール アルコール類：メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール、ブタノール ［作用］ Feを担持したVGCFを特定条件で賦活処理して得られ
る、比表面積が200〜450m2/gのACFは、通常の活性炭に
比べて比表面積はさほど大きくはないが、ESCA（「Elec
tron Spectroscopy for Chemical Analysis」の略）分
析によれば、繊維表面に含酸素官能基が殆ど付着してお
らず、極めて高い親油性を示す。このため、有機溶剤に
対して著しく高い親和性を示す。そして、細孔分布は10
〜100Åの間の狭い範囲に存在しており、分子篩効果に
よる選択的吸着作用をも奏する。
ナフサ、シクロヘキサン ハロゲン化炭化水素：トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン、1,1,1−トリクロロエタン、塩化メチレ
ン、トリクロロベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素、
フレオン ケトン類：アセトン、シクロヘキサノン エステル類：エチルアセテート、ブチルアセテート、メ
チルシクロヘキシル エーテル類：メチルエーテル、ジオキサン、THF（テト
ラヒドロフラン）、フルフラール アルコール類：メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール、ブタノール ［作用］ Feを担持したVGCFを特定条件で賦活処理して得られ
る、比表面積が200〜450m2/gのACFは、通常の活性炭に
比べて比表面積はさほど大きくはないが、ESCA（「Elec
tron Spectroscopy for Chemical Analysis」の略）分
析によれば、繊維表面に含酸素官能基が殆ど付着してお
らず、極めて高い親油性を示す。このため、有機溶剤に
対して著しく高い親和性を示す。そして、細孔分布は10
〜100Åの間の狭い範囲に存在しており、分子篩効果に
よる選択的吸着作用をも奏する。
因みに、VGCFを酸化処理して得られる比表面積500〜3
000m2/gのACFは従来提案されているが（特開昭61−2197
10号）、このものは比表面積が高い反面、繊維表面に含
酸素官能基が多量に付着しているため、親油性に劣る。
また、細孔分布も広いので、分子篩効果は得られない。
000m2/gのACFは従来提案されているが（特開昭61−2197
10号）、このものは比表面積が高い反面、繊維表面に含
酸素官能基が多量に付着しているため、親油性に劣る。
また、細孔分布も広いので、分子篩効果は得られない。
ところで、VGCFは前述のような物性を有する微細で嵩
密度が小さく軽量な炭素質ウィスカーである。
密度が小さく軽量な炭素質ウィスカーである。
そして、VGCFはその生成機構上、耐熱性で炭素純度が
高く、高温加熱再生が可能で、スチーム再生処理による
酸生成等の問題もない。
高く、高温加熱再生が可能で、スチーム再生処理による
酸生成等の問題もない。
このような優れた特性を有するVGCFを原料とする本発
明のACFは、原料VGCFの優れた特性を引き継いでいるた
め、軽量で嵩密度の小さいウィスカーが絡んだバルク形
態を示すため、充填密度を自在に変えることができ、ま
た、充填槽の形状に左右されず、処理流体への圧損も殆
ど生じないという利点も備える。
明のACFは、原料VGCFの優れた特性を引き継いでいるた
め、軽量で嵩密度の小さいウィスカーが絡んだバルク形
態を示すため、充填密度を自在に変えることができ、ま
た、充填槽の形状に左右されず、処理流体への圧損も殆
ど生じないという利点も備える。
［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。
実施例１〜3,比較例1,2 下記物性のVGCFを、第１表に示す割合で繊維にFeを担
持させた後、第１表に示す条件にて賦活処理して、第１
表に示す比表面積のACFを得、その吸着性能（30℃にお
ける平衡吸着量（mg/gdb））及び細孔分布を調べ、結果
を第１表に示した。
持させた後、第１表に示す条件にて賦活処理して、第１
表に示す比表面積のACFを得、その吸着性能（30℃にお
ける平衡吸着量（mg/gdb））及び細孔分布を調べ、結果
を第１表に示した。
VGCF物性 平均直径:0.05μｍ アスペクト比:100〜1000 嵩密度:0.05g/cm3 炭素含有率:99重量％ 比較例3,4 ヤシガラ活性炭、石炭系活性炭について同様に吸着性
能及び細孔分布を調べ、結果を第１表に示した。
能及び細孔分布を調べ、結果を第１表に示した。
第１表より、本発明のACFは、有機溶剤の吸着特性に
著しく優れ、また細孔分布領域も狭いことから、分子篩
効果による選択的吸着も期待されることが明らかである なお、実施例１〜３のACFと、比較例２のACFについ
て、ESCA分析を行なったところ、実施例１〜３のACFに
は含酸素官能基は全く付着していなかったが、比較例２
のACFには含酸素官能基の付着が確認された。
著しく優れ、また細孔分布領域も狭いことから、分子篩
効果による選択的吸着も期待されることが明らかである なお、実施例１〜３のACFと、比較例２のACFについ
て、ESCA分析を行なったところ、実施例１〜３のACFに
は含酸素官能基は全く付着していなかったが、比較例２
のACFには含酸素官能基の付着が確認された。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明方法により製造されるACF
は、 親油性が著しく高く、気相、液相のいずれにおいて
も有機溶剤の吸着性能が極めて高い。
は、 親油性が著しく高く、気相、液相のいずれにおいて
も有機溶剤の吸着性能が極めて高い。
細孔分布が狭いことから、分子篩効果による選択的
吸着作用が得られる。
吸着作用が得られる。
バルク形態を呈するため、充填密度を自在に変える
ことができる。また、充填槽の形状に左右されず、処理
流体への圧損も殆ど生じない。
ことができる。また、充填槽の形状に左右されず、処理
流体への圧損も殆ど生じない。
等の優れた特性を備える。従って、本発明により製造さ
れるACFは有機溶剤の効率的な分離・回収に極めて有用
である。
れるACFは有機溶剤の効率的な分離・回収に極めて有用
である。
Claims (1)
- 【請求項１】Feを、Fe/気相成長炭素繊維重量比１×10
-3〜１×10-2の割合で担持させた気相成長炭素繊維を酸
化性雰囲気中、600〜1200℃で10〜120分間賦活処理して
比表面積を200〜450m2/gとすることを特徴とする活性炭
素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034691A JPH0832973B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034691A JPH0832973B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237011A JPH03237011A (ja) | 1991-10-22 |
| JPH0832973B2 true JPH0832973B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=12421406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2034691A Expired - Lifetime JPH0832973B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 活性炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832973B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05339818A (ja) * | 1992-06-11 | 1993-12-21 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 活性化気相法炭素繊維 |
| EP1426334A4 (en) | 2001-09-11 | 2009-07-29 | Showa Denko Kk | ACTIVE CHARCOAL, PROCESS FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF |
| JP2005052713A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Kazuo Miyatani | 炭素繊維担持多孔質チタン酸化物光触媒とフイルター |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219710A (ja) * | 1985-03-23 | 1986-09-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 活性炭素質繊維 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2034691A patent/JPH0832973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03237011A (ja) | 1991-10-22 |
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Legal Events
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