[發(fā)明專利]活性炭及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310175658.1
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103420367A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金野孝一郎;大石隆志;外山富孝
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社阿努美迪歐
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉宗杰;鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活性炭及其制造方法。

背景技術(shù)

近年來，對活性炭所要求的特性日趨高度化，需要具有與用途對應(yīng)的特性的活性炭。活性炭的最大的特征在于，形成于活性炭表面的細(xì)孔吸附、脫附（吸脫附）物質(zhì)。

在用于將碳質(zhì)原料改變?yōu)槎嗫踪|(zhì)的材料而獲得活性炭的活化方法中，有堿活化和氣體活化，從獲得與所要吸脫附的物質(zhì)對應(yīng)的細(xì)孔直徑和細(xì)孔容積的觀點考慮，近年來利用堿活化法的活性炭制造成為有效途徑。

在該堿活化法中，通常，相對于原料重量需要2～5倍重量的堿劑，因此使得（1）工序數(shù)變多，（2）因堿腐蝕而造成裝置的短壽命化，（3）有可能導(dǎo)致堿回收、再利用的裝置的大規(guī)模化等。基于這些原因，制造成本高，因而希望加以改善。

基于如上所述的狀況，公開過如下的活性炭的制造方法：通過使用用于賦予粘結(jié)性并提高成型性的弱粘結(jié)性以上的煤系的碳質(zhì)材料和含有堿金屬和/或堿土類金屬的微粘結(jié)性的煤系的碳質(zhì)材料這2種煤，來高效地制造活性炭，該方法被認(rèn)為是可以獲得高脫色性能和高強度（例如參照專利文獻(xiàn)1）。

另外，還公開過如下的活性炭的制法：在木質(zhì)中分散堿金屬等，在進(jìn)行碳化的同時，利用伴隨著碳化時的加熱產(chǎn)生的來源于木質(zhì)的水性氣體及揮發(fā)性烴類來進(jìn)行木質(zhì)的活化（例如參照專利文獻(xiàn)2）。

此外，還公開過如下的椰殼活性炭：通過使用椰殼作為原料、對椰殼進(jìn)行碳化并進(jìn)行水蒸氣活化，從而具有預(yù)定的BET比表面積（例如參照專利文獻(xiàn)3）。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1日本特開2006-104002號公報

專利文獻(xiàn)2日本專利第4142341號

專利文獻(xiàn)3國際公開第2008-53919號小冊子

發(fā)明內(nèi)容

但是，在為了進(jìn)行堿活化而相對于原料以重量比計使用2倍以上的堿劑的以往的方法中，如上所述，不僅無法壓縮制造成本，而且也難以控制活化度（收率）。另外，現(xiàn)實情況是，由于加入堿劑，因此裝置容易腐蝕，具有爆炸等危險性，此外一般只適合分批生產(chǎn)，不能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。

另外，上述以往的技術(shù)當(dāng)中，在原料使用了煤系的碳質(zhì)材料的煤系的活性炭中，數(shù)nm～數(shù)十nm的中孔是主要的孔分布，孔尺寸比較大，因此適合吸附分子尺寸大的物質(zhì)，然而不適合吸附分子尺寸比較小的物質(zhì)。另外，在用于制造的構(gòu)成上，需要在弱粘結(jié)性以上的煤系材料之外還含有堿金屬的材料，因此必須設(shè)置混合過程，而工序變得煩雜。

另一方面，可以認(rèn)為，在以椰殼為原料進(jìn)行碳化并將其活化而得到的椰殼活性炭中，反倒具有在0.5～0.6nm附近存在孔徑峰值的細(xì)孔分布，但是對于這樣的細(xì)孔直徑的范圍而言，細(xì)孔直徑反而過小，一般不適合吸附分子尺寸為數(shù)nm左右的例如低分子量的有機(jī)物等。該情況下，雖然在物質(zhì)的吸脫附性的方面未必差，但是近年來要求具備可以良好地進(jìn)行具有這樣的分子尺寸的物質(zhì)的吸脫附的性質(zhì)的活性炭。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供：活性炭的制造方法，其可以在不利用堿活化的情況下，簡易地制作細(xì)孔容積大、且具有適合吸脫附物質(zhì)（特別是低分子量的物質(zhì)）的細(xì)孔直徑的活性炭；以及活性炭，其細(xì)孔容積大、且具有適合吸脫附物質(zhì)（特別是低分子量的物質(zhì)）的細(xì)孔直徑，并且以達(dá)成該目的為課題。

用于達(dá)成所述課題的具體的手段如下所示。

＜1＞一種活性炭的制造方法，其包括：碳化工序，將以絕對干燥原料質(zhì)量比率計含有0.8%以上的鉀的山茶的果實作為原料，對該原料進(jìn)行碳化；和活化工序，以選自水蒸氣、空氣、及二氧化碳中的至少1種氣體作為活化氣體，對所述碳化工序中得到的碳化物進(jìn)行活化。

＜2＞根據(jù)所述＜1＞中記載的活性炭的制造方法，其中，所述山茶的果實是山茶油的壓榨渣滓、或山茶的果實的殼。

＜3＞根據(jù)所述＜1＞或所述＜2＞中記載的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序是在600℃以上的溫度下進(jìn)行碳化的。

＜4＞根據(jù)所述＜1＞～所述＜3＞的任一項中記載的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序通過以2個階段改變升溫速度來升溫而進(jìn)行碳化。

＜5＞根據(jù)所述＜1＞～所述＜4＞的任一項中記載的活性炭的制造方法，其中，所述碳化工序中，將200℃以上且600℃以下的溫度范圍內(nèi)的升溫速度設(shè)為2℃/min以上且4℃/min以下而進(jìn)行碳化。

＜6＞根據(jù)所述＜1＞～所述＜5＞的任一項中記載的活性炭的制造方法，其中，所述活化工序是在750℃以上的溫度下進(jìn)行活化。