活性炭及使用该活性炭的水处理方法技术

本发明专利技术的目的在于：提供一种能够高效地去除含氟有机化合物的活性炭、以及一种含有含氟有机化合物的水的处理方法。本发明专利技术一个方面涉及一种活性炭，其平均粒径为0.1～10mm，BET比表面积为500m2/g以上且2000m2/g以下，并且，利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙率为10％以上且40％以下。本发明专利技术另一个方面涉及一种水处理方法，其具有下述工序：使权利要求1～3中任一项所述的活性炭与含有含氟有机化合物的处理对象水接触，得到含氟有机化合物含量为0.1ppb以下的处理水。以下的处理水。以下的处理水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活性炭及使用该活性炭的水处理方法


[0001]本专利技术涉及活性炭及使用该活性炭的水处理方法。

技术介绍

[0002]含氟有机化合物具有无法由其它物质实现的特殊性质(耐热、耐化学药品性优异、即使在严苛条件下也能够使用、无光吸收能力等)，因此已被用于表面活性剂、乳化剂、拒水剂、消火剂、蜡、地毯清洁剂、涂层剂等各种用途中。最近还增加了作为半导体用表面处理剂、燃料电池构成材料等功能性材料的用途。
[0003]但是，数年前开始，以美国、加拿大的研究者为首开始报道部分含氟有机化合物会在环境水、野生生物体内蓄积。其典型是以全氟辛酸(PFOA：C7F
15
COOH)为代表的全氟羧酸类、以全氟辛烷磺酸(PFOS：C8F
17
SO3H)为代表的全氟磺酸类，此后欧州、日本的研究者也加入了环境分析研究中，结果明确了这些化合物在包括日本在内的世界范围内的环境中存在。根据这种状况，对于降低含氟有机化合物(PFCs)的环境风险这一点开始采取措施。
[0004]专利文献1公开了利用粒状活性炭回收PFOA的方法。
[0005]专利文献1之类的、在PFOA等的处理中使用活性炭的方法在经济性方面优点明显，但是现有技术的处理效率并非令人满意。鉴于上述现状，本专利技术的目的在于：提供一种能够高效地去除含氟有机化合物的活性炭、以及一种含有含氟有机化合物的水的处理方法。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：美国专利公开公报第2005/0000904号

技术实现思路

[0009]本专利技术人们进行了深入研究，结果发现：利用具有下述构成的含氟有机化合物去除材料或水处理方法能够高效地去除含氟有机化合物。
[0010]本专利技术一个方面涉及一种活性炭，其平均粒径为0.1～10mm，BET比表面积为500m2/g以上且2000m2/g以下，并且，利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙率为10％以上且40％以下。
[0011]另外，本专利技术另一方面涉及一种水处理方法，其具有下述工序：使所述活性炭与含有含氟有机化合物的处理对象水接触，得到含氟有机化合物含量为0.1ppb以下的处理水。
附图说明
[0012]图1为实施例1的活性炭的X射线CT的剖面图像。
[0013]图2为实施例1的活性炭的X射线CT的剖面图像的图像处理画面。
[0014]图3为比较例1的活性炭的X射线CT的剖面图像。
[0015]图4为比较例1的活性炭的X射线CT的剖面图像的图像处理画面。
具体实施方式
[0016]以下对本专利技术的实施方式进行具体说明，但是本专利技术不受这些说明限定。
[0017]本专利技术的一实施方式的活性炭是：平均粒径为0.1～10mm、BET比表面积为500m2/g以上且2000m2/g以下、且利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙为10％以上且40％以下的活性炭。
[0018]根据本专利技术的活性炭，能够极高效地吸附处理对象水中的含氟有机化合物。
[0019]本实施方式的活性炭的平均粒径为0.1mm以上，优选为0.5mm以上，更优选为1.0mm以上。另外，本实施方式的活性炭的平均粒径为10mm以下，优选为8mm以下，更优选为7mm以下。平均粒径为上述下限以上时，能够充分确保孔隙量，因此优选。需要说明的是，本说明书中，前述活性炭的平均粒径是指根据JIS K1474测得的平均粒子直径。
[0020]本实施方式的活性炭的比表面积(BET比表面积)为500m2/g以上且2000m2/g以下，所述比表面积是在由77K下的氮气吸附量求得的氮气吸附等温线中通过BET法(多点法)计算出的。BET比表面积优选为550m2/g以上，更优选为600m2/g以上。另外，BET比表面积优选为1900m2/g以下，更优选为1700m2/g以下。在上述范围内时，本实施方式的活性炭的含氟有机化合物的去除能力(吸附能力)优异、且机械强度优异。
[0021]本实施方式的活性炭在内部具有孔隙。通过使活性炭内部具有适度的孔隙，从而在将该活性炭用作含氟有机化合物去除材料时，能够高效地去除处理对象水中的含氟有机化合物。如以下实施例所示，通过X射线CT能够在不破坏情况下观测本实施方式的活性炭，能够在不使其破损的情况下测定微细的孔隙。
[0022]本实施方式的活性炭的、利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙率为10％以上且40％以下。该孔隙率优选为12％以上，更优选为15％以上，进一步优选为20％以上。另外，该孔隙率优选为38％以下，更优选为35％以下。该孔隙率为上述下限以上时，可以将活性炭的内部适宜地用于含氟有机化合物的吸附。另外，该孔隙率为上述上限以下时，机械强度高，能够维持形状。
[0023]在此，利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙如以下所述地求出。首先，利用X射线CT(例如，利用卡尔
·
蔡司公司制造的Xradia520Versa)对对象活性炭的剖面连续拍摄多张(1000张以上)。其次，从拍摄所得到的图像中，以等间隔提取40张以上存在于最先拍摄的剖面至最后拍摄的剖面之间的图像，通过图像处理而提取出所提取的各剖面的相当于孔隙的部分，求出剖面的每单位面积中的孔隙面积。最后，对于各剖面的每单位面积的孔隙面积的比率，求出所提取的40张以上的图像的平均值，将其作为利用X射线CT求出的活性炭的粒子内部的孔隙率。需要说明的是，本说明书中，检测约1μm2以上者作为孔隙。
[0024]本实施方式的活性炭优选碘吸附量为900mg/g以上。另外，前述碘吸附量优选为1200mg/g以下。碘吸附量成为直径小于1μm的细孔的容积的指标。碘吸附量在上述范围内时，能够维持强度且使含氟有机化合物的吸附量更充分。
[0025]作为本实施方式的活性炭的原料，可列举例如植物类碳质材料(例如木材、刨花、木炭、椰壳或核桃壳等果实壳、果实种子、纸浆制造副产物、木质素、废糖蜜等植物来源的材料)、矿物类碳质材料(例如泥炭、褐煤、褐炭、沥青煤、无烟煤、焦炭、煤焦油、煤沥青等煤系材料；石油蒸馏残渣、石油沥青等石油类材料等矿物来源的材料)、合成树脂类碳质材料(例如酚醛树脂、聚偏氯乙烯、丙烯酸类树脂等合成树脂来源的材料)、天然纤维类碳质材料(例
如纤维素等天然纤维、人造丝等再生纤维等天然纤维来源的材料)等。这些碳质材料可以单独使用或组合2种以上使用。己知有机氟化合物是通过疏水性相互作用而被吸附于活性炭的，从高比表面积与疏水性的平衡的观点、供于热处理时的机械强度等观点出发，优选使用矿物系碳质材料，特别优选使用沥青碳来源的活性炭。
[0026]本实施方式的活性炭例如可以如下制造：将上述碳质材料中具有弱粘结性以上的碳质材料与微粘结性的碳质材料进行干式混合、进行热处理后，进行活化而制造。在此，具有弱粘结性以上的碳质材料是指粘结指数超过1的碳质材料。微粘结性是指粘结指数为1以下的碳质材料，粘结指数可以为0。需要说明的是，粘结指数是根据JIS M 88016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种活性炭，其特征在于，平均粒径为0.1～10mm，BET比表面积为500m2/g以上且2000m2/g以下，并且，利用X射线CT求出的粒子内部的孔隙率为10％以上且40％以下。2.根据权利要求1所述的活性炭，其特征在于，所述活性炭的碘吸附量为900mg/g以上且1200mg/g以下。3.根据权利要求1或2所述的活性炭，其特征在于，所述活性炭以煤为原料。4.一种含氟有机化合物去除材料，其特征在于含有：权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎秀治，三宅彰，
申请(专利权)人：株式会社可乐丽，
类型：发明
国别省市：