净水器用活性炭制造技术

本发明专利技术的粉末状或颗粒状的净水器用活性炭，具有以下性质，BET的比表面积为700m2/g以上且小于1250m2/g，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径2nm以下的细孔容积比例为50％以上且小于80％，并且，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径大于2nm且10nm以下的细孔容积比例为10％以上且小于40％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及净水器用活性炭，具体涉及对有机卤化物的吸附能力优异的净水器用活性炭。
技术介绍
用于自来水的原水必须进行氯处理，处理后的自来水中含有一定量的残留氯。另一方面，残留氯除了具有杀菌作用以外，也具有有机物的氧化分解作用，生成致癌物质三卤甲烷类等有机卤化物。自来水中残留的有机卤化物分子量小，并且在自来水中的浓度极低。因此，用传统的活性炭充分除去此类有机卤化物是非常困难的。针对这样的问题，提出了优化活性炭的孔径分布的方法。考虑到提高中等孔容积比例有助于提高有机卤化物的吸附，提出了多种方案。例如专利文献1提出了酚醛树脂粉末经碳化、与活化粒子结合形成的颗粒状碳成形物，公开了通过调节比表面积、细孔直径与细孔容积的关系、粒子体积密度以及填充密度，从而提高对低沸点有机氯化合物的吸附性的技术。另外，专利文献2公开了通过调节相对于细孔直径以下的细孔容积，细孔直径的细孔容积比例和细孔直径以下的细孔容积比例，提高对三卤甲烷类的吸附性的技术。现有技术文献专利文献专利文献1特开平9-110409号公报专利文献2特开2006-247527号公报
技术实现思路
近年来，随着用水需求的增大，需要提高活性炭在输水条件下对有机卤化物的吸附性能。然而以往的活性炭在输水条件下并不具备充分的吸附性能。本专利技术着眼于上述情况，其目的在于提供一种净水器用活性炭，该净水器用活性炭不仅具有优异的有机卤化物的平衡吸附量，并且在输水条件下也具有优异的吸附性能。解决了上述技术问题的本专利技术的粉末状或颗粒状的净水器用活性炭，具有以下性质，BET比表面积为700m2/g以上且1250m2/g以下，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径2nm以下的细孔容积比例为50％以上且小于80％，并且，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径大于2nm且10nm以下的细孔容积比例为10％以上且40％以下。本专利技术的净水器用活性炭具有如下实施方式，活性炭的平均细孔直径优选为2.0nm以上且4.0nm以下，并且相对于活性炭的细孔直径30nm以下的细孔容积，10nm以下的细孔容积比例优选为80％以上。另外，本专利技术的净水器用活性炭优选为对纸-酚醛树脂层叠体的碳化物进行活化处理使得BET比表面积为上述范围内的活性炭，更优选活化处理为水蒸气活化处理。本专利技术的净水器用活性炭，由于比表面积以及细孔构造被最优化，不仅能够发挥优异的对有机卤化物的平衡吸附量，并且在输水条件下也能够发挥优异的吸附性能。附图说明图1为表示在实施例的各活性炭的平衡试验中1,1,1-三氯乙烷平衡吸附量与比表面积的关系的图。图2为表示在实施例的各活性炭的输水试验中1,1,1-三氯乙烷输水量与比表面积的关系的图。图3为表示实施例的各活性炭的孔径分布的图。具体实施方式有机卤化物在细孔直径2nm以下的微孔中吸附，为了提高在输水条件下对有机卤化物的吸附性能，需要提高有机卤化物在粒子内的扩散速度。因而必须考虑增多作为通向微孔的输入通道的细孔直径大于2nm且50nm以下的中等孔。但是，以往的活性炭的比表面积和细孔容积不能严格的调节，在输水条件下不能高效地去除有机卤化物。例如专利文献1中，提高了球状酚醛树脂中细孔直径0.6-0.8nm的细孔容积的比例。但是专利文献1中对于有助于提高有机卤化物在细孔内的扩散速度的较大的细孔未充分考虑，因而不能改善输水条件下的吸附性能。此外专利文献2中，期望通过改善以富勒烯为原料的活性炭中细孔直径2-10nm的细孔容积比例来提高在输水条件下对有机卤化物的吸附性能。但是从在输水条件下兼顾更高的吸附量和有机卤化物的扩散速度的观点来看，仍存在研究细孔直径和细孔容积的关系的余地。特别是专利文献2中使用富勒烯作为活性炭原料，制备成本高，并且以富勒烯作为原料的活性炭，在与提高输水条件下对有机卤化物的吸附性能相适应的比表面积和细孔容积上存在难以调节的问题。本专利技术的专利技术人针对不仅具有优异的有机卤化物的平衡吸附量，并且在输水条件下也具有优异的吸附性能的活性炭进行了研究。其结果发现能够良好地兼顾吸附量和有机卤化物的扩散速度的平衡的细孔直径和细孔容积的关系以及比表面积。即本专利技术的粉末状或颗粒状的净水器用活性炭，通过严格调节有助于提高有机卤化物的扩散速度的中等孔中，细孔直径大于2nm且10nm以下的细孔容积比例(以下也称为“2-10nm的细孔容积比例”)，及有助于提高有机卤化物的吸附量的细孔直径2nm以下的细孔容积比例(以下也称为“2nm以下的细孔容积比例”)，进而严格调节活性炭的比表面积，能够提高对有机卤化物平衡吸附量以及在输水条件下的吸附性能。本专利技术的净水器用活性炭的特征在于，BET比表面积为700m2/g以上且小于1250m2/g，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积(以下也称为“总细孔容积”)，2nm以下的细孔容积比例为50％以上且小于80％，相对于总细孔容积，2-10nm的细孔容积比例为10％以上且小于40％。具有上述构成的本专利技术的净水器用活性炭，在活性炭内的有机卤化物的移动、扩散速度加快，并且存在大量吸附位点。因此，本专利技术的活性炭在输水条件下的吸附性能优异。以下对本专利技术的活性炭进行具体说明。[BET比表面积为700m2/g以上且小于1250m2/g]活性炭的BET比表面积过小时，不能获得充分的吸附量。因此，BET比表面积为700m2/g以上，优选为800m2/g以上，更优选为900m2/g以上。另一方面，BET比表面积过大时，活性炭的填充密度降低的同时，无法很好地确保有助于提高吸附量的2nm以下的细孔容积比例与有助于提高扩散速度的2-10nm的细孔容积比例的平衡。因此，BET比表面积小于1250m2/g，优选为1100m2/g以下，更优选为1050m2/g以下，进一步优选为小于1000m2/g。[相对于总细孔容积，细孔直径2nm以下的细孔容积比例为50％以上且小于80％]活性炭中细孔直径2nm以下的细孔在提高有机卤化物的吸附量上是有效的细孔，2nm以下的细孔容积比例过小时，不能确保充分的吸附量。因此，相对于总细孔容积，2nm以下的细孔容积比例为50％以上，优选为60％以上，更优选为70％以上。另一方面，2nm以下的细孔容积比例过大时，不能充分确保有助于提高扩散速度的2-10nm的细孔容积比例，在输水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末状或颗粒状的净水器用活性炭，其特征在于，BET比表面积为700m2/g以上且小于1250m2/g，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径2nm以下的细孔容积比例为50％以上且小于80％，并且，相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径大于2nm且10nm以下的细孔容量比例为10％以上且小于40％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.03 JP 2014-0766851.一种粉末状或颗粒状的净水器用活性炭，其特征在于，
BET比表面积为700m2/g以上且小于1250m2/g，
相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径2nm以下的细孔容积
比例为50％以上且小于80％，并且，
相对于细孔直径30nm以下的细孔容积，细孔直径大于2nm且10nm以
下的细孔容量比例为10％以上且小于40％。
2.根据权利要求1所述的净水器用活性炭，...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚崎孝规，竹中尚一，赤松德康，天能浩次郎，
申请(专利权)人：关西热化学株式会社，株式会社MC英博泰克，
类型：发明
国别省市：日本;JP