JPH10272368A - Activated carbon production method - Google Patents

Activated carbon production method

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JPH10272368A
JPH10272368A JP9096454A JP9645497A JPH10272368A JP H10272368 A JPH10272368 A JP H10272368A JP 9096454 A JP9096454 A JP 9096454A JP 9645497 A JP9645497 A JP 9645497A JP H10272368 A JPH10272368 A JP H10272368A
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JP
Japan
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activated carbon
silver
titanium
compound
producing
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JP9096454A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Suzuki
光雄 鈴木
Satoshi Hirahara
聡 平原
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外光または太陽光の照射、非照射に関わら
ず、優れた抗菌能を有し、紫外光または太陽光の照射下
においては、水中あるいは気相中有害物質の除去能を大
幅に向上することができ、多大な工業的利益を提供する
活性炭を提供する。 【解決手段】 活性炭の製造方法において、少なくとも
賦活より前の工程において、銀及び/又は銀化合物とチ
タン及び/又はチタン化合物とを添加することを特徴と
する活性炭の製造方法。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To have excellent antibacterial activity regardless of irradiation or non-irradiation of ultraviolet light or sunlight, and to detect harmful substances in water or gas phase under irradiation of ultraviolet light or sunlight. The present invention provides an activated carbon capable of greatly improving the removal ability and providing a great industrial advantage. SOLUTION: In the method for producing activated carbon, silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added at least in a step before activation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化チタン−銀
複合活性炭の製造方法に関する。本発明により製造され
る二酸化チタン−銀複合活性炭は、二酸化チタンによる
光触媒能と、銀による抗菌機能とを兼ね備え、紫外線や
太陽光照射下における水中あるいは気相中の有害物質の
除去能および寿命が大幅に向上しており、しかも紫外線
や太陽光の非照射時や非照射部でも抗菌能を有するもの
である。さらに、粒径の小さい二酸化チタンおよび銀の
活性炭粒への固定化という観点において極めて優れてお
り、活性炭の細孔を埋めることなく、表面に二酸化チタ
ンおよび銀が極めて剥離しにくい形態で存在するもので
ある。かかる活性炭は、上水処理、下水処理、廃液処
理、廃気ガス処理、悪臭除去、ならびに浄水器、24時
間風呂、養液栽培用等の抗菌性を要求される用途に好適
に使用される。
The present invention relates to a method for producing a titanium dioxide-silver composite activated carbon. The titanium dioxide-silver composite activated carbon produced according to the present invention has both the photocatalytic ability of titanium dioxide and the antibacterial function of silver, and has the ability to remove harmful substances in water or the gas phase under irradiation of ultraviolet rays or sunlight and has a long life. It is greatly improved, and has antibacterial activity even when ultraviolet light or sunlight is not irradiated or in a non-irradiated part. Furthermore, titanium dioxide and silver having a small particle size are extremely excellent in terms of immobilization on activated carbon particles, and titanium dioxide and silver are present in a form in which titanium dioxide and silver are extremely hard to peel off on the surface without filling pores of the activated carbon. It is. Such activated carbon is suitably used for applications requiring antibacterial properties such as water purification, sewage treatment, waste liquid treatment, waste gas treatment, odor removal, and water purifiers, 24-hour baths, and nutrient solution cultivation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、生活排水や産業排水による水質汚
染や海洋汚染、大気汚染などが地球的規模で広がってい
る。合成洗剤などを含む生活排水による湖・河川の富栄
養化、ハイテク産業やクリーニング店で使われている有
機溶剤による地下水や水源の汚染、ゴルフ場で使用され
る農薬の流出による水質の汚染、などがその代表例であ
る。こういった環境下で、優れた吸着能を有する高比表
面積である活性炭が、水中あるいは気相中有害物質の吸
着除去に用いられている。しかしながら、従来の活性炭
は、多様な要求特性のすべてにおいて十分ではなく、さ
らなる活性炭の高機能化が求められていた。
2. Description of the Related Art In recent years, water pollution, marine pollution, air pollution and the like caused by domestic wastewater and industrial wastewater have spread on a global scale. Eutrophication of lakes and rivers by domestic wastewater containing synthetic detergents, pollution of groundwater and water sources by organic solvents used in high-tech industries and laundry shops, and water pollution due to spillage of pesticides used in golf courses, etc. Is a typical example. Under such an environment, activated carbon having a high specific surface area having excellent adsorption capacity is used for adsorption and removal of harmful substances in water or in the gas phase. However, conventional activated carbon is not sufficient in all of the various required characteristics, and there is a demand for further enhanced activated carbon.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、活性炭の吸着除去能に、光触媒による分解除去能を
付与すべく、光触媒能を有する二酸化チタンを表面に適
度に存在させた活性炭として、先に、二酸化チタンが表
面に存在し、明度L値が50以下であることを特徴とす
る活性炭(特願平7−037758)、石炭を粉砕し、
造粒し、解砕し、炭化し、賦活して石炭系活性炭を製造
する方法において、造粒前の石炭に、二酸化チタンを添
加することを特徴とする石炭系活性炭およびその製造方
法(特願平7−187954)、原料炭を微粉砕し、粘
結材と混練し、造粒し、硬化炭化し、賦活して造粒活性
炭を製造する方法において、造粒前の原料炭に、二酸化
チタンを添加することを特徴とする造粒活性炭およびそ
の製造方法(特願平7−221965)、賦活より前の
段階で、チタン及びチタン化合物(二酸化チタンを除
く)を添加することを特徴とする活性炭の製造方法(特
願平8−216062)を提案している。
Therefore, the present inventors have developed an activated carbon in which titanium dioxide having a photocatalytic property is appropriately present on the surface in order to impart the ability to decompose and remove by activated carbon to the ability to adsorb and remove activated carbon. Activated carbon (Japanese Patent Application No. 7-037758), characterized in that titanium dioxide is present on the surface and the lightness L value is 50 or less,
A method for producing a coal-based activated carbon by granulating, crushing, carbonizing and activating, wherein titanium dioxide is added to coal before granulation, and a method for producing the same (Japanese Patent Application Hei 7-187954), in a method of pulverizing raw coal, kneading with a binder, granulating, hardening carbonizing, and activating to produce granulated activated carbon, titanium dioxide is added to raw coal before granulation. Activated carbon characterized by adding titanium and a titanium compound (excluding titanium dioxide) at a stage prior to activation. (Japanese Patent Application No. 8-216062) has been proposed.

【0004】二酸化チタンに光を照射すると、強い酸化
力を持つ正孔と強い還元力を持った電子が生成し、その
酸化還元作用によって空気中の酸素や水分を、それぞれ
スーパーオキサイドイオン(O2 -)、水酸ラジカル(・
OH)といった活性酸素に変化させる。この活性酸素
は、消毒などに広く使われている塩素やオゾンに比べ非
常に強い酸化力を持っている。この活性酸素の作用によ
り、種々の有機物、無機物を分解する。細菌が接触した
ときには、細胞膜を損傷し、短時間で死滅させることが
できる。こういったことから、光触媒二酸化チタンは、
水中及び気相中の有害物質の分解除去が可能であるばか
りでなく、抗菌性も有することから、抗菌性が要求され
る分野への利用が始まっている。しかし、二酸化チタン
の場合、抗菌能を維持するには、紫外線や太陽光の照射
が必要であるため、二酸化チタンが表面に存在する活性
炭を吸着塔等へ装填した場合、光を効率良く当てなけれ
ばならず、吸着塔等の活性炭充填槽の形状を工夫する必
要があった。また、活性炭充填層中には、光の当たらな
い部分もあり、抗菌性に関しては、十分というわけでは
なかった。
[0004] When light is applied to titanium dioxide, holes having strong oxidizing power and electrons having strong reducing power are generated, and oxygen and water in the air are respectively converted by superoxide ions (O 2 - ), Hydroxyl radical (・
OH). This active oxygen has a much stronger oxidizing power than chlorine and ozone, which are widely used for disinfection and the like. Various organic and inorganic substances are decomposed by the action of the active oxygen. When bacteria come in contact, they can damage cell membranes and kill them in a short time. Therefore, the photocatalytic titanium dioxide is
Not only is it possible to decompose and remove harmful substances in water and in the gas phase, but it also has antibacterial properties, so it has begun to be used in fields requiring antibacterial properties. However, in the case of titanium dioxide, it is necessary to irradiate ultraviolet rays or sunlight in order to maintain the antibacterial activity.Therefore, when activated carbon having titanium dioxide on its surface is loaded into an adsorption tower or the like, light must be applied efficiently. It was necessary to devise the shape of the activated carbon filling tank such as an adsorption tower. In addition, there were portions in the activated carbon packed layer where light did not shine, and the antibacterial properties were not sufficient.

【0005】こういった状況から、紫外線や太陽光の非
照射時や非照射部でも抗菌能を有する二酸化チタンが表
面に存在する活性炭が求められており、本発明者らは、
二酸化チタンが表面に存在し、銀または銀化合物を含有
する活性炭を提案している。しかしながら、二酸化チタ
ンおよび銀の固定化技術は種々あるが、剥離性が問題で
あり、二酸化チタンおよび銀が活性炭表面から処理水や
処理ガス中へ離散しにくい、耐剥離性の優れた二酸化チ
タン−銀複合活性炭が求められていた。
[0005] Under these circumstances, there is a demand for activated carbon having titanium dioxide having antibacterial activity on the surface even when ultraviolet light or sunlight is not irradiated or in a non-irradiated part.
Activated carbon is proposed in which titanium dioxide is present on the surface and contains silver or silver compounds. However, there are various techniques for immobilizing titanium dioxide and silver, but there is a problem of releasability, and titanium dioxide and silver are hardly separated from the activated carbon surface into treated water or treated gas. Silver composite activated carbon was required.

【0006】そこで、本発明者は、上記の課題を解決す
べく鋭意検討した結果、石炭を粉砕し、造粒し、破砕
し、炭化し、賦活して破砕状石炭系活性炭を製造する方
法、原料炭を微粉砕し、粘結剤と混練し、造粒し、硬化
炭化し、賦活して造粒活性炭を製造する方法、粉末活性
炭の製造方法、繊維状活性炭の製造方法等、様々な活性
炭の製造方法において、製造工程の特定時期において、
銀及び/又は銀化合物と、チタン及び/又はチタン化合
物との添加を行うことにより、得られる活性炭において
は、優れた抗菌能を有する銀と光触媒能を有する二酸化
チタンとが活性炭粒にしっかりと固定化され、銀および
二酸化チタンが剥離しにくい状態で存在していることを
見い出し本発明に到達した。
Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found a method of producing crushed coal-based activated carbon by pulverizing, granulating, crushing, carbonizing and activating coal. Various types of activated carbon, such as a method of pulverizing raw carbon, kneading with a binder, granulating, hardening and carbonizing, and activating to produce granulated activated carbon, a method of producing powdered activated carbon, and a method of producing fibrous activated carbon In the manufacturing method, at a specific time of the manufacturing process,
By adding silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound, in the activated carbon obtained, silver having excellent antibacterial activity and titanium dioxide having photocatalytic activity are firmly fixed to activated carbon particles. It has been found that silver and titanium dioxide are present in a state in which they are hardly peeled off, and the present invention has been reached.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、活性炭
の製造方法において、賦活より前の工程において、銀及
び/又は銀化合物とチタン及び/又はチタン化合物とを
添加することを特徴とする活性炭の製造方法に存する。
That is, the present invention is characterized in that in a method for producing activated carbon, silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added in a step before activation. It is in the production method of activated carbon

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明の最大の特徴は、活性炭の製造において、賦
活より前の工程において、銀及び/又は銀化合物と、チ
タン及び/又はチタン化合物とを添加することにあり、
これを各種の活性炭の製造方法に適用できる。かかる本
発明の特徴により、銀及び/又は銀化合物と、二酸化チ
タンとを活性炭に固定化するに際して、これらの成分が
活性炭の細孔を埋めず、活性炭の細孔分布を自由に制御
することができる。石炭を原料とし、石炭を粉砕し、造
粒し、破砕し、炭化し、賦活して破砕状石炭系活性炭を
製造する方法においては、造粒前の石炭に、銀及び/又
は銀化合物と、チタン及び/又はチタン化合物とを添加
する態様を採るのが好ましい。また、原料炭を微粉砕
し、粘結剤と混練し、造粒し、硬化炭化し、賦活して造
粒活性炭を製造する方法においては、造粒前の原料炭
に、銀及び/又は銀化合物と、チタン及び/又はチタン
化合物とを添加する態様を採るのが望ましい。粉末活性
炭の製造方法においても、賦活より前の工程で銀及び/
又は銀化合物と、チタン及び/又はチタン化合物を添加
する。繊維状活性炭の製造方法においても、賦活より前
の工程で銀及び/又は銀化合物と、チタン及び/又はチ
タン化合物とを添加する。このような方法を採ることに
より、銀及び二酸化チタンを活性炭粒中に強固に固定化
でき、しかも、優れた抗菌能を有する銀と光触媒能を有
する極めて小粒径の二酸化チタンが活性炭粒の表面に存
在ものとすることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The greatest feature of the present invention is that, in the production of activated carbon, silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added in a step before activation.
This can be applied to various activated carbon production methods. According to the feature of the present invention, when silver and / or a silver compound and titanium dioxide are immobilized on activated carbon, these components do not fill the pores of the activated carbon and can freely control the pore distribution of the activated carbon. it can. Using coal as a raw material, pulverizing, granulating, crushing, carbonizing, and activating the coal to produce a crushed coal-based activated carbon, the coal before granulation, silver and / or silver compound, It is preferable to adopt a mode of adding titanium and / or a titanium compound. In the method of pulverizing raw coal, kneading it with a binder, granulating, hardening and carbonizing, and activating the raw carbon, silver and / or silver is added to the raw coal before granulation. It is desirable to adopt an embodiment in which a compound and titanium and / or a titanium compound are added. Also in the method for producing powdered activated carbon, silver and / or
Alternatively, a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added. Also in the method for producing fibrous activated carbon, silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added in a step before activation. By adopting such a method, silver and titanium dioxide can be firmly fixed in the activated carbon particles, and silver having excellent antibacterial activity and titanium dioxide having a very small particle size having photocatalytic activity are formed on the surface of the activated carbon particles. May exist.

【0009】本発明において破砕状石炭系活性炭を製造
する場合、用いられる石炭は特に限定されるものではな
いが、一般には造粒性がその選定条件となる。用いるこ
とのできる石炭としては例えば、瀝青炭、褐炭、無煙
炭、亜炭、草炭、泥炭などがあり、必要により造粒性向
上のため、タール、ピッチを混合しても良い。このう
ち、粘結性のある瀝青炭が特に好ましい。本発明におい
て造粒活性炭を製造する場合、用いられる原料炭は特に
限定されるものではなく、たとえば、ヤシ殻炭、コーク
ス、木炭、石炭等があり、基本的に原料の制約はない。
原料炭の微粉砕の程度は、その粒度として、100μm
以下とするのが好ましく、更に好ましくは、75μm以
下である。微粉砕して得られる微粉砕炭に、必要に応じ
コールタール、ピッチ、糖密、樹液、デンプンなどの粘
結剤とチタン化合物とを加え、加熱混練し、ペレタイザ
ー、コンパクターや射出プレス等の造粒機で造粒する。
In the present invention, when producing crushed coal-based activated carbon, the coal to be used is not particularly limited, but generally, granulation is a condition for selection. Examples of coal that can be used include bituminous coal, lignite, anthracite, lignite, peat, peat, and the like. Tar and pitch may be mixed as needed to improve granulation properties. Of these, bituminous coal having caking properties is particularly preferred. In the case of producing granulated activated carbon in the present invention, the raw coal used is not particularly limited, and includes, for example, coconut shell charcoal, coke, charcoal, coal and the like, and there is basically no restriction on the raw material.
The degree of pulverization of coking coal is 100 μm
It is preferably at most 75 μm. If necessary, a binder such as coal tar, pitch, molasses, sap and starch and a titanium compound are added to the finely pulverized coal obtained as required, and the mixture is heated and kneaded. Granulate with a granulator.

【0010】本発明において繊維状活性炭を製造する場
合、用いられる繊維原料としては特に限定されないが、
たとえば、セルロース系、アクリロニトリル系、フェノ
ール系、ピッチ系、塩化ビリニデンなどがある。本発明
で使用されるチタン及び/又はチタン化合物のうち、コ
スト面からは、二酸化チタンが特に好ましい。二酸化チ
タンとしては、ルチルでもアナターゼでも良く、その結
晶形は問わない。粒径については、小さい方が好ましく
5nm〜10μm、更に好ましくは、5nm〜1μmが
好適である。本発明で使用されるチタン及び/又はチタ
ン化合物としては、賦活工程後の二酸化チタンの小粒径
化の点から、溶液の形になるものが特に好ましく、具体
的には、TiCl4、Ti(SO4)2、TiOSO4
(NH4)2TiO(C24)2・2H2Oなどの水溶液、ま
たは、これらから生成したチタン酸の沈澱物、チタンテ
トライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、チタ
ン2エチル1ヘキサノラートなどTiの有機金属塩をア
ルコール等の有機溶媒に溶解させた溶液が好適である。
これらを溶液の形で賦活前の工程において添加するのが
好ましい。
In the present invention, when producing fibrous activated carbon, the fiber raw material used is not particularly limited.
For example, there are cellulose-based, acrylonitrile-based, phenol-based, pitch-based, and vinylidene chloride. Among the titanium and / or titanium compound used in the present invention, titanium dioxide is particularly preferred from the viewpoint of cost. Titanium dioxide may be rutile or anatase, regardless of its crystal form. As for the particle size, a smaller one is preferably 5 nm to 10 μm, and more preferably 5 nm to 1 μm. As the titanium and / or titanium compound used in the present invention, those in the form of a solution are particularly preferable from the viewpoint of reducing the particle size of titanium dioxide after the activation step. Specifically, TiCl 4 , Ti ( SO 4 ) 2 , TiOSO 4 ,
Aqueous solution such as (NH 4 ) 2 TiO (C 2 O 4 ) 2 .2H 2 O, or a precipitate of titanic acid formed therefrom, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, titanium 2 ethyl / 1 hexanolate A solution obtained by dissolving the above organic metal salt in an organic solvent such as alcohol is preferred.
It is preferable to add them in the form of a solution in the step before activation.

【0011】本発明で使用される銀及び/又は銀化合物
の形態としては、粉末状が好ましく、その粒度としては
10μm以下が好ましく、更に好ましくは1μm以下であ
る。本発明で使用される銀及び/又は銀化合物として
は、特に限定するものではないが、たとえば、CH3
OOAg、C65COOAg等のカルボン酸銀、Ag3
657、Ag2CO3、AgBF4、AgNO3、Ag
Cl、AgBr、AgF、AgI、AgClO2、Ag
ClO3、AgClO4、AgBrO2、AgBrO3、A
gBrO4、AgIO2、AgIO3、AgIO4、AgB
2、AgCN、AgOCN、Ag3PO4、Ag4
27、AgSO3NH2、Ag2SO4、Ag2SO3、銀イ
オンでイオン交換したゼオライトあるいはイオン交換樹
脂等が好適に使用される。
The form of silver and / or silver compound used in the present invention is preferably powdery, and the particle size is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less. The silver and / or silver compound used in the present invention is not particularly limited. For example, CH 3 C
Silver carboxylate such as OOAg, C 6 H 5 COOAg, Ag 3
C 6 H 5 O 7 , Ag 2 CO 3 , AgBF 4 , AgNO 3 , Ag
Cl, AgBr, AgF, AgI, AgClO 2 , Ag
ClO 3 , AgClO 4 , AgBrO 2 , AgBrO 3 , A
gBrO 4 , AgIO 2 , AgIO 3 , AgIO 4 , AgB
O 2 , AgCN, AgOCN, Ag 3 PO 4 , Ag 4 P
2 O 7 , AgSO 3 NH 2 , Ag 2 SO 4 , Ag 2 SO 3 , zeolite ion-exchanged with silver ions, ion-exchange resin and the like are preferably used.

【0012】上記銀及び/又は銀化合物を、水あるいは
アルコール等の有機溶媒に溶解させ、溶液の形態でを添
加しても良い。原料炭へのチタン及び/又はチタン化合
物の混合については、賦活工程前であれば特に限定され
ないが、特に好ましくは炭化工程前で行う。例えば、破
砕状石炭系活性炭を製造する場合は、石炭の粉砕前にチ
タン及び/又はチタン化合物を混合しても良いし、粉砕
後に混合しても良いが、いずれにしても、炭化工程前で
混合することが好ましい。最終的な活性炭とチタン、あ
るいは銀の好ましい割合は、賦活の程度により異なるた
め特定は困難であるが、二酸化チタンおよび銀の含有量
は、それぞれ、0.1〜30wt%、0.001〜20w
t%、好ましくは、0.1〜20wt%、0.01〜0.
5wt%が好適である。
The silver and / or silver compound may be dissolved in water or an organic solvent such as alcohol and added in the form of a solution. The mixing of titanium and / or a titanium compound into the raw coal is not particularly limited as long as it is before the activation step, but is particularly preferably performed before the carbonization step. For example, when producing crushed coal-based activated carbon, titanium and / or a titanium compound may be mixed before the pulverization of the coal, or may be mixed after the pulverization. Mixing is preferred. Although the final desirable ratio of activated carbon and titanium or silver varies depending on the degree of activation, it is difficult to specify them. However, the contents of titanium dioxide and silver are 0.1 to 30 wt% and 0.001 to 20 w, respectively.
t%, preferably 0.1 to 20 wt%, 0.01 to 0.1 wt%.
5 wt% is preferred.

【0013】原料炭へのチタン及び/又はチタン化合
物、あるいは銀及び/又は銀化合物の混合量は特に制限
されるものではないが、造粒性や紡糸を損ねない程度が
好ましく、大まかにはチタン及び/又はチタン化合物と
銀及び/又は銀化合物の合計量で40wt%以下、更に
好ましくは30%wt以下が適当である。チタン及び/
又はチタン化合物と銀及び/又は銀化合物の割合は、チ
タニア及び銀換算でチタニアが銀の10〜100倍程度
が最も好適である。原料炭への銀及び/又は銀化合物の
混合については、特に限定するものではないが、好まし
くは賦活工程前で、さらに好ましくは炭化工程前で行
う。例えば、破砕状石炭系活性炭を製造する場合、石炭
の粉砕前に銀及び/又は銀化合物を混合しても良いし、
粉砕後に混合しても良いが、いずれにしても、炭化工程
前で混合することが好ましい。
The mixing amount of titanium and / or a titanium compound or silver and / or a silver compound in the raw coal is not particularly limited, but is preferably such that granulation properties and spinning are not impaired. And / or a total amount of titanium compound and silver and / or silver compound of 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less. Titanium and / or
Most preferably, the ratio of the titanium compound to silver and / or the silver compound is about 10 to 100 times that of titania and silver in terms of titania and silver. The mixing of silver and / or silver compound into the raw coal is not particularly limited, but is preferably performed before the activation step, and more preferably before the carbonization step. For example, when producing crushed coal-based activated carbon, silver and / or a silver compound may be mixed before pulverizing the coal,
Mixing may be performed after pulverization, but in any case, mixing is preferably performed before the carbonization step.

【0014】炭化工程は、500〜900℃程度で行
い、加熱乾留することで炭素質有機物を分解炭化する。
続いて賦活を行う。賦活の方法は、水蒸気賦活、薬品賦
活等の公知の方法が用いられ、この賦活時の温度は、水
蒸気賦活であれば、900〜1100℃が好適であり、
薬品賦活であれば、500〜800℃が好適である。コ
ストの面からは、水蒸気賦活がより好ましいが、二酸化
チタンの粒成長を抑える点では、より低温での薬品賦活
が好ましいと言える。炭化及び賦活工程において、チタ
ン、あるいは二酸化チタン以外のチタン化合物は酸化さ
れ、二酸化チタンとなる。そしてかかる方法で得られた
二酸化チタンは、数十nmという極めて小さい粒径にす
ることができ、少量でも大きな効果を得ることが出来
る。
The carbonization step is performed at about 500 to 900 ° C., and carbonized organic matter is decomposed and carbonized by heating to dry distillation.
Subsequently, activation is performed. As the method of activation, a known method such as water vapor activation or chemical activation is used, and the temperature at the time of activation is preferably 900 to 1100 ° C. if water vapor activation.
For chemical activation, 500 to 800 ° C. is suitable. From the viewpoint of cost, steam activation is more preferable, but from the viewpoint of suppressing grain growth of titanium dioxide, it can be said that chemical activation at lower temperature is preferable. In the carbonization and activation step, titanium or a titanium compound other than titanium dioxide is oxidized to titanium dioxide. The titanium dioxide obtained by such a method can have an extremely small particle size of several tens of nm, and a large effect can be obtained even in a small amount.

【0015】また、本発明の方法において、コスト面を
重視する場合等には、チタン化合物と同時に、通常の二
酸化チタン粒子も添加して、低コスト化をはかってもよ
い。本発明の製造方法は、活性炭に対して、銀または銀
化合物とチタン化合物とを固定化する従来の処理方法と
は異なり、賦活より前の工程で、銀及びまたは銀化合物
とチタン及び又はチタン化合物とを原料炭と混合するた
め、活性炭の細孔を埋めることなく、細孔分布を自由に
制御できる点に特徴がある。さらに、本発明の製造方法
で得られた活性炭は、粒径の小さい二酸化チタンおよび
銀の活性炭粒への固定化という観点において極めて優れ
ており、表面に二酸化チタンおよび銀または銀化合物が
耐摩耗性に優れた極めて剥離しにくい形態で存在するも
のである。
In the method of the present invention, when importance is placed on cost, for example, ordinary titanium dioxide particles may be added together with the titanium compound to reduce the cost. The production method of the present invention is different from a conventional treatment method in which silver or a silver compound and a titanium compound are immobilized on activated carbon, and in a step before activation, a silver and / or silver compound and a titanium and / or a titanium compound are used. Is characterized by the fact that the pore distribution can be freely controlled without filling the pores of the activated carbon, because the carbon is mixed with the raw coal. Furthermore, the activated carbon obtained by the production method of the present invention is extremely excellent in terms of immobilizing titanium dioxide and silver having a small particle size to activated carbon particles, and the surface of titanium dioxide and silver or a silver compound has abrasion resistance. It exists in a form that is extremely resistant to peeling.

【0016】本発明の製造方法で得られた活性炭は、従
来使用されている活性炭と同様に使用でき、流動床、固
定床等の使用法を問わない。従来の装置がそのまま使用
可能であり、装置を大型化する必要もない。さらに、本
発明の活性炭を紫外線や太陽光照射下で使用することに
より、水中あるいは気相中の有害物質の除去は、活性炭
のみによる吸着除去に比べ、二酸化チタンの光触媒反応
による分解除去が加わるため、その除去能は飛躍的に増
加することになる。さらに、紫外線や太陽光の非照射時
や非照射部でも抗菌能が期待できるため、浄水器、24
時間風呂、養液栽培用等の抗菌性を要求される用途に好
適に使用される。また、活性炭に藻が生えにくくなるこ
とや、活性炭の再生までの時間がより長くなること等の
長所があるため、装置の維持・管理が今まで以上に容易
になる。
Activated carbon obtained by the production method of the present invention can be used in the same manner as conventionally used activated carbon, and it does not matter how to use a fluidized bed, a fixed bed and the like. The conventional device can be used as it is, and there is no need to increase the size of the device. Further, by using the activated carbon of the present invention under irradiation of ultraviolet rays or sunlight, removal of harmful substances in water or in the gas phase is compared with adsorption removal by activated carbon alone, because decomposition and removal by titanium dioxide photocatalytic reaction are added. , Its removal ability will increase dramatically. Further, antibacterial activity can be expected even when ultraviolet light or sunlight is not irradiated or in a non-irradiated part.
It is suitably used for applications requiring antibacterial properties such as time baths and hydroponics. In addition, since there are advantages such as the difficulty of algae growing on the activated carbon and the longer time required for regeneration of the activated carbon, the maintenance and management of the apparatus becomes easier than ever.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、下記実施
例により限定されるものではない。 (実施例1)瀝青炭1kgを1mm程度に粉砕し、石原
産業(株)製二酸化チタン(アナターゼ「ST−01」
50gおよび酢酸銀(和光純薬製)22gと混合し、更
に振動式の粉砕機にて45μm以下に粉砕し、造粒後、
0.6〜1.2mm程度の破砕した。窒素気流中で600
℃で炭化を行い、水蒸気50vol%を含む窒素ガスを
1リットル/分で導入した850℃のロータリーキルン
内で賦活を行って活性炭を得た。カルロエルバ社製
(「ソープトマチック2100」)の窒素吸着装置でB
ET法により測定したところ、比表面積は710m2/g
であった。X線回折測定を行ったところ、二酸化チタン
のアナターゼ相と、立方晶の金属銀が検出された(図
1)。二酸化チタンおよび銀の固形分濃度をICP発光
分光分析により求めたところ、それぞれ、9.3wt
%、0.32wt%であった。二酸化チタンおよび銀の
活性炭粒中での存在状態を確認するため、TEM観察
(含むEDX)を行った(TEM:日立H−9000N
A 加速電圧300kV、EDX:Kevex社Del
taシリーズ UTW検出器、高分解能TEM:日立H
−9000UHR)。図7にTEM写真を示す。Cの粒
子のTEM−EDXスペクトルを図2に示す。A、Bの
粒子からも同様にAgが検出された。Cuはマイクログ
リットの銅メッシュによるものである。図5に、図7の
Cの粒子の電子線回折パターン(制限視野電子線回折パ
ターン)を示す。図6に金薄膜の電子線回折リファレン
スを示す。図3(電子線回折像の解析結果(Ag/Si
lverでの指数付け))に示すように、立方晶の銀で
あることが確認された。図7のD〜Fの粒子は、図4に
TEM−EDXスペクトルを示すように、Tiが検出さ
れた。図8は活性炭中のTiO2(アナターゼ相)の高分
解能TEM写真である。粒径は10〜30nmと極めて
小さく、アナターゼ相であることが格子像からもわか
る。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention. (Example 1) 1 kg of bituminous coal was ground to about 1 mm, and titanium dioxide (anatase "ST-01") manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
50 g and 22 g of silver acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and further pulverized to 45 μm or less by a vibration type pulverizer, and after granulation,
Crushed to about 0.6 to 1.2 mm. 600 in a nitrogen stream
Activated carbon was obtained in a 850 ° C. rotary kiln in which nitrogen gas containing 50 vol% of steam was introduced at 1 liter / minute. B with a nitrogen adsorption device manufactured by Carlo Elba ("Soapomatic 2100")
When measured by the ET method, the specific surface area was 710 m 2 / g
Met. As a result of X-ray diffraction measurement, an anatase phase of titanium dioxide and cubic metallic silver were detected (FIG. 1). When the solid content concentrations of titanium dioxide and silver were determined by ICP emission spectroscopy, each was 9.3 wt.
%, 0.32 wt%. TEM observation (including EDX) was performed to confirm the presence state of titanium dioxide and silver in the activated carbon particles (TEM: Hitachi H-9000N).
A Acceleration voltage 300kV, EDX: Kevex Del
ta series UTW detector, high resolution TEM: Hitachi H
-9000 UHR). FIG. 7 shows a TEM photograph. The TEM-EDX spectrum of the particle C is shown in FIG. Ag was similarly detected from the particles A and B. Cu is from a microgrit copper mesh. FIG. 5 shows an electron beam diffraction pattern (selected area electron beam diffraction pattern) of the particle C of FIG. FIG. 6 shows an electron beam diffraction reference of a gold thin film. FIG. 3 (Analysis result of electron beam diffraction image (Ag / Si
It was confirmed to be cubic silver as shown in (1). In the particles DF in FIG. 7, Ti was detected as shown in the TEM-EDX spectrum in FIG. FIG. 8 is a high-resolution TEM photograph of TiO 2 (anatase phase) in activated carbon. The particle size is as extremely small as 10 to 30 nm, and it can be seen from the lattice image that it is an anatase phase.

【0018】得られた活性炭16gを内径2mmのカラ
ムに充填し、SV=2000で脱塩水を5時間通水し、
剥離試験を行った。銀の含有量をICP発光分光分析で
測定したところ、通水前後で銀の含有量は0.32wt
%のままで、全く変化はなかった。
A column having an inner diameter of 2 mm was packed with the obtained activated carbon (16 g), and demineralized water was passed through at SV = 2000 for 5 hours.
A peel test was performed. When the silver content was measured by ICP emission spectroscopy, the silver content was 0.32 wt% before and after water passage.
%, There was no change at all.

【0019】(比較例1)酢酸銀を混合しない以外は、
実施例1と同様に活性炭を作製した。得られた活性炭を
1%の硝酸銀水溶液に浸漬後、乾燥した。比表面積は6
90m2/gであった。X線回折測定を行ったところ、ア
ナターゼ相の二酸化チタンと、銀および塩化銀が検出さ
れた。二酸化チタンおよび銀の固形分濃度をICP発光
分光分析により求めたところ、9.5wt%、0.34w
t%であった。実施例1と同様な剥離試験を行ったとこ
ろ、銀含有量は、通水前が0.34wt%であったのに
対し、通水後には0.12wt%と大幅に減少してい
た。
(Comparative Example 1) Except that silver acetate was not mixed,
Activated carbon was produced in the same manner as in Example 1. The obtained activated carbon was immersed in a 1% silver nitrate aqueous solution and then dried. The specific surface area is 6
It was 90 m 2 / g. As a result of X-ray diffraction measurement, titanium dioxide in the anatase phase, and silver and silver chloride were detected. When the solid content concentrations of titanium dioxide and silver were determined by ICP emission spectroscopy, 9.5 wt%, 0.34 w
t%. When a peeling test similar to that in Example 1 was performed, the silver content was 0.34 wt% before water flow, but was significantly reduced to 0.12 wt% after water flow.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の製造方法は、活性炭に対して、
銀または銀化合物とチタン化合物を固定化する処理方法
と異なり、賦活より前の工程で、銀または銀化合物とチ
タン化合物を原料炭と混合するため、活性炭の細孔を埋
めることなく、細孔分布を自由に制御できる点に特徴が
ある。さらに、本発明の製造方法で得られた活性炭は、
粒径の小さい二酸化チタンおよび銀の活性炭粒への固定
化という観点において極めて優れており、表面に二酸化
チタンおよび銀または銀化合物が耐摩耗性に優れた極め
て剥離しにくい形態で存在するものである。上記特徴を
有する本発明の製造方法で得られた活性炭は、紫外光ま
たは太陽光の照射、非照射に関わらず、優れた抗菌能を
有し、紫外光または太陽光の照射下においては、水中あ
るいは気相中有害物質の除去能を大幅に向上することが
でき、多大な工業的利益を提供するものである。
According to the production method of the present invention, activated carbon is
Unlike the treatment method of immobilizing silver or a silver compound and a titanium compound, in a step before activation, silver or a silver compound and a titanium compound are mixed with raw coal, so that the pore distribution is not filled in the activated carbon. It is characterized in that it can be controlled freely. Further, activated carbon obtained by the production method of the present invention,
It is extremely excellent in terms of immobilization of titanium dioxide and silver having a small particle size to activated carbon particles, and titanium dioxide and silver or a silver compound are present on the surface in a form excellent in wear resistance and extremely hard to peel off. . Activated carbon obtained by the production method of the present invention having the above characteristics has excellent antibacterial activity regardless of irradiation with ultraviolet light or sunlight and non-irradiation. Alternatively, the ability to remove harmful substances in the gas phase can be greatly improved, and a great industrial advantage is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られた活性炭のX線回折測定結果
を示す図
FIG. 1 shows the results of X-ray diffraction measurement of activated carbon obtained in Example 1.

【図2】実施例1で得られた活性炭の図7におけるCの
粒子のTEM−EDXスペクトルを示す図
FIG. 2 is a view showing a TEM-EDX spectrum of the C particles in FIG. 7 of the activated carbon obtained in Example 1.

【図3】実施例1で得られた活性炭の電子線回折像の解
析結果(Ag/Silverでの指数付け)を示す図
FIG. 3 is a view showing an analysis result (indexing with Ag / Silver) of an electron beam diffraction image of the activated carbon obtained in Example 1.

【図4】実施例1で得られた活性炭の図7におけるD〜
Fの粒子のTEM−EDXスペクトルを示す図
FIG. 4 shows the activated carbon obtained in Example 1 from D to FIG.
The figure which shows the TEM-EDX spectrum of the particle of F.

【図5】実施例1で得られた活性炭の図7のCの粒子の
電子線回折パターンによる粒子構造の写真を示す図
FIG. 5 is a view showing a photograph of a particle structure of the activated carbon obtained in Example 1 by an electron diffraction pattern of the particles of FIG. 7C.

【図6】実施例1で得られた活性炭の図7のCの粒子の
電子線回折パターンによる粒子構造における金薄膜の電
子線回折リファレンスを示す写真を示す図
6 is a view showing a photograph showing an electron beam diffraction reference of a gold thin film in the particle structure based on the electron beam diffraction pattern of the particle of FIG. 7C of the activated carbon obtained in Example 1.

【図7】実施例1で得られた活性炭のTEM写真による
粒子構造を示す図
FIG. 7 is a view showing the particle structure of the activated carbon obtained in Example 1 by a TEM photograph.

【図8】実施例1で得られた活性炭中のTiO2(アナタ
ーゼ相)の高分解能TEM写真による粒子構造を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a particle structure of TiO 2 (anatase phase) in activated carbon obtained in Example 1 by a high-resolution TEM photograph.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI D01F 9/12 501 D01F 9/12 501 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI D01F 9/12 501 D01F 9/12 501

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】活性炭の製造方法において、賦活より前の
工程において、銀及び/又は銀化合物とチタン及び/又
はチタン化合物とを添加することを特徴とする活性炭の
製造方法。
1. A method for producing activated carbon, wherein silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound are added in a step prior to activation in the method for producing activated carbon.
【請求項2】石炭を粉砕し、造粒し、破砕し、炭化し、
賦活して破砕状石炭系活性炭を製造する方法において、
造粒前の石炭に、銀及び/又は銀化合物とチタン及び/
又はチタン化合物とを添加することを特徴とする破砕状
石炭系活性炭の製造方法。
2. Coal is crushed, granulated, crushed, carbonized,
In the method of producing crushed coal-based activated carbon by activating,
In the coal before granulation, silver and / or silver compound and titanium and / or
Or a method for producing a crushed coal-based activated carbon, characterized by adding a titanium compound.
【請求項3】原料炭を微粉砕し、粘結剤と混練し、造粒
し、硬化炭化し、賦活して造粒活性炭を製造する方法に
おいて、造粒前の原料炭に、銀及び/又は銀化合物とチ
タン及び/又はチタン化合物とを添加することを特徴と
する造粒活性炭の製造方法。
3. A method for producing granulated activated carbon by pulverizing raw coal, kneading it with a binder, granulating, hardening and carbonizing, and activating the raw coal. Alternatively, a method for producing granulated activated carbon, comprising adding a silver compound and titanium and / or a titanium compound.
【請求項4】粉末活性炭の製造方法において、賦活より
前の工程で銀及び/又は銀化合物とチタン及び/又はチ
タン化合物とを添加することを特徴とする粉末活性炭の
製造方法。
4. A method for producing powdered activated carbon, comprising adding silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound in a step prior to activation.
【請求項5】繊維状活性炭の製造方法において、賦活よ
り前の工程で銀及び/又は銀化合物とチタン及び/又は
チタン化合物とを添加することを特徴とする繊維状活性
炭の製造方法。
5. A method for producing fibrous activated carbon, comprising adding silver and / or a silver compound and titanium and / or a titanium compound in a step prior to activation.
【請求項6】銀化合物を、溶液の形で添加する請求項1
乃至5のいずれかに記載の活性炭の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the silver compound is added in the form of a solution.
6. The method for producing activated carbon according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】チタン化合物を、溶液の形で添加する請求
項1乃至6のいずれかに記載の活性炭の製造方法。
7. The method for producing activated carbon according to claim 1, wherein the titanium compound is added in the form of a solution.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030028325A (en) * 2001-09-29 2003-04-08 엔바이로테크(주) Process for Preparing Activated Carbon Having Nano-structure Photocatalyst
KR100458488B1 (en) * 1998-11-10 2005-01-24 안정오 Method for producing charcoal containing silver
JP2005263610A (en) * 2004-03-15 2005-09-29 Ishitake:Kk Titanium oxide-coated activated carbon

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