本发明涉及多孔碳和使用该多孔碳的有机卤化物去除装置。
背景技术：
：以活性炭为代表的多孔碳由于吸附性能优异，因此一直以来被广泛用于去除恶臭、去除液体中的杂质、回收并去除溶剂蒸气等各种用途。特别是在用于对水进行净化的净水器中，使用了活性炭(例如参照专利文献1和2)。然而，一般所使用的椰壳活性炭，难以充分地吸附有机卤化物等低分子量化合物。另外，在这种现有的净水器中，若通液倍数大、即在净水器中流动的水的总量变大，则存在有时会无法充分地发挥净水功能的问题。因此，人们期望可以提供一种能够用于净水器的多孔碳，所述多孔碳对有机卤化物等低分子量化合物的吸附性能优异，并且即使在通液倍数大时吸附性能也难以发生下降。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-205253号公报专利文献2：日本特开平06-106161号公报技术实现要素：发明所要解决的课题本发明的课题在于，解决在现有技术中的所述诸多问题，并达到以下的目的。即，本发明的目的在于，提供一种对有机卤化物等低分子量化合物的吸附性能优异、并且即使在通液倍数大时也难以发生吸附性能下降的多孔碳。用于解决课题的手段用于解决所述课题的方案如下。即、<1>一种多孔碳，其特征在于，中孔容积为0.07(cm3/g)以上，细孔径为0.4nm～0.6nm的微分容积最大值是1.6以上。<2>根据上述<1>所述的多孔碳，其中，通过bet氮吸附法测量的所述多孔碳的比表面积为10(m2/g)以上。<3>根据上述<1>或<2>所述的多孔碳，其中，所述多孔碳的总细孔容积为0.5(cm3/g)以上。<4>根据上述<1>至<3>中任意一项所述的多孔碳，其中，所述多孔碳的一次粒子的粒径为0.425(mm)以下。<5>根据上述<1>至<4>中任意一项所述的多孔碳，其中，所述多孔碳的微孔容积为0.5(cm3/g)以上。<6>根据上述<4>或<5>所述的多孔碳，其中，所述多孔碳的一次粒子的粒径为0.1(mm)以下。<7>根据上述<1>至<6>中任意一项所述的多孔碳，其中，所述多孔碳的原材料由来自植物的材料构成。<8>根据上述<7>所述的多孔碳，其中，所述来自植物的材料是来自禾本科竹类的材料。<9>根据上述<8>所述的多孔碳，其中，所述禾本科竹类是孟宗竹。<10>一种有机卤化物去除装置，其特征在于，所述装置具有：由上述<1>至<9>中任意一项所述的多孔碳构成的过滤器。<11>根据上述<10>所述的有机卤化物去除装置，其中，当针对含有浓度为0.06mg/l的有机卤化物的水，在通液倍数为1,000倍下去除有机卤化物的情况下，有机卤化物的去除率为90％以上。<12>根据上述<10>或<11>所述的有机卤化物去除装置，其中，当针对含有浓度为0.06mg/l的有机卤化物的水，在通液倍数为3,000倍下去除有机卤化物的情况下，有机卤化物的去除率为65％以上。<13>根据上述<10>至<12>中任意一项所述的有机卤化物去除装置，其中，当针对含有浓度为0.06mg/l的有机卤化物的水，在通液倍数为6,000倍下去除有机卤化物的情况下，有机卤化物的去除率为50％以上。<14>根据上述<11>至<13>中任意一项所述的有机卤化物去除装置，其中，所述有机卤化物是氯仿。发明效果根据本发明，可以解决在现有技术中的所述诸多问题，并达到所述目的，还可以提供一种对有机卤化物等低分子量化合物的吸附性能优异、并且即使在通液倍数大时也难以发生吸附性能下降的多孔碳。具体实施方式(多孔碳)本发明的多孔碳为，中孔容积为0.07(cm3/g)以上，细孔径为0.4nm～0.6nm的微分容积最大值是1.6以上。本发明人等发现：具有上述特性的多孔碳对有机卤化物等低分子量化合物的吸附性能优异，并且即使在通液倍数大时也难以发生吸附性能的下降。本发明的多孔碳具有很多的细孔(pore)。将细孔分为中孔、微孔、大孔。在此，中孔是指孔径为2nm～50nm的细孔；微孔是指孔径小于2nm的细孔；大孔是指孔径大于50nm的细孔。由于大孔会成为含有杂质的水或空气等的通道并具有将其导入、吸附于中孔/微孔的功能，因此大孔要具有某种程度的容积。但是，若大孔过多则不利于对低分子量物质的吸附。微孔对低分子量物质的吸附有效，但特别是在通液倍数大时，具有吸附性能下降的趋势。另一方面，若中孔容积大则能够有效地吸附低分子量物质，并且即使在通液倍数增大到某种程度时也难以使吸附性能下降。并且，若细孔径为0.4nm～0.6nm的微分容积最大值在1.6以上，则能够特别有效地吸附低分子量物质。因此，具有上述特性的多孔碳对有机卤化物等低分子量化合物的吸附性能优异，即使在通液倍数大时也不会使吸附性能下降，还能够满足任意的效果。<本发明的多孔碳的特性>并且，为了确保良好的吸附性能，优选所述多孔碳具有以下的特性。优选为，通过bet氮吸附法测量的所述多孔碳的比表面积为10(m2/g)以上。优选为，在所述多孔碳中的总细孔容积为0.5(cm3/g)以上。所述多孔碳的一次粒子的粒径优选为0.425(mm)以下，更优选为0.1(mm)以下。为了使细孔易于与含有杂质的水或空气等进行接触，而优选一次粒子的粒径为0.425(mm)以下。此外，可以使所述多孔碳的一次粒子发生二次凝聚，并且如果在不使其性能下降的程度下，可以将所述多孔碳成型为颗粒状或片状。并且，由于微孔容积大对作为本发明目的的低分子量物质的吸附有效，所以优选为，所述多孔碳的微孔容积为0.5(cm3/g)以上。<特性的测量方法>关于所述多孔碳的特性，可以使用例如以下的装置进行测量。使用micromeritics日本有限公司制造的3flex，来测量氮吸附等温线，比表面积可以用bet法进行计算，总细孔容积可以用单点吸附法进行计算，中孔容积可以用bjh法进行计算，微孔容积可以用hk法进行计算，微孔区域的孔分布可以用dft法进行计算。另外，通过dft法求出微孔区域的孔分布，并能够计算出细孔径为0.4nm～0.6nm的微分容积最大值。[具体的测量方法]准备了进行碳化处理和活化处理后的30mg多孔碳，使用了将相对压力(p/p0)设定在0.0000001～0.995范围内的测量条件下的3flex，可以对比表面积、总细孔容积、中孔容积、微孔容积、微孔区域的细孔分布进行测量。另外，关于所述多孔碳的一次粒子的粒径，可以通过使用激光衍射/散射式粒径分布测量装置la-950(horiba公司制造)来求出。使用la-950，并通过湿式法对粒径在0.01μm～3,000μm范围的粒径分布进行测量。所述多孔碳的一次粒子的粒径是指，在将横轴作为粒径、纵轴作为个数频率进行绘图的粒径分布中，与分布的中央值相对应的粒径(中值粒径)。<多孔碳的材料>优选所述多孔碳的原材料是来自植物的材料。若来自植物，则易于将中孔和微孔的容积值调节到上述所期望的值。另外，即使从环境负担少的观点看，优点也是来自植物。对所述来自植物的材料没有特别限制，可以根据目的进行适当选择，但更优选来自禾本科竹类的材料。作为所述禾本科竹类，具体可举出刚竹属(孟宗竹)；倭竹属(shibataea)；四方竹属(tetragonocalamus)；业平竹属(陆中竹(semiarundinariakagamiana)、业平竹、球磨业平竹、medaranarihira(日文音译)、姬夜叉竹(semiarundinariamaruyamana)、备前业平竹(semiarundinariaokuboi)、毛无业平竹(semiarundinariatatebeana)、夜叉竹(semiarundinariayashadake)、日光业平竹(semiarundinariayoshi-matsumurae)、青业平竹())；唐竹(sinobambusatootsik)属(唐竹)；矢竹(pseudosasa)属(屋久岛矢竹、矢竹、牝矢竹(pseudosasajaponicaf.pleioblastoides)、辣韭矢竹(pseudosasajaponicav.tsutsumiana))；支笹(sasaella)属(玲子筱(sasaellareikoana)、上房筱(sasaellabitchuensis)、严敬竹(sasaellamasamuneana)、arundinariamuroianakoidz(学名)、maezawazasa(日文音译)、寿卫子屉(sasaellasuwekoana))；山白竹(sasaveitchii)属(大叶屉(sasamegalophylla)、日光屉(sasachartaceav.nana)、sasaseptentrionalisv.membranacea(学名)、rokkomiyamazasa(日文音译)、neosasamorphashimidzuanasubsp.shimidzuana(学名)、neosasamorphakagamianasubsp.kagamiana(学名)、sasaseptentrionalisv.septentrionalis(学名)、sasasenanensisv.senanensisf.nobilis(学名)、积丹竹(sasapalmatasubsp.neblosa)、sasahayatae(学名)、sasaheterotricha(学名)、yarikumasozasa(日文音译)、御殿场屉(sasaasahinae)、neosasamorphamagnifica(学名)、sasaoshidensissubsp.oshidensis(学名)、sasastenophyllasubsp.tobagenzoana(学名)、sasatogashiana(学名)、neosasamorphaoshidensis(学名)、sasaunoi(学名)、sasahayatae(学名)、sasakagamianasubsp.yoshinoi(学名)、neosasamorphaoshidensis(学名)、sasaborealisv.borealis(学名)、hangesuzu(日文音译)、sasamollis(学名)、sasakurilensisf.aureostriata(学名)、根曲竹(sasakurilensisv.kurilensis))；寒竹属；大名竹属(pleioblastus)(琉球竹(pleioblastuslinearis)、寒山竹(pleioblastushindsii)、大明竹(pleioblastusgramineus)、pleioblastussimonii(学名)、pleioblastussimoniiv.heterophyllus(学名)、pleioblastuschinof.pumilis(学名)、pleioblastushumilis(学名)、pleioblastuspygmaeus(学名)、pleioblastusshibuyanus(学名))；bambuseae属(sorni-bamboo(日文音译))；紫竹属；蓬莱竹属(蓬莱竹、朱竹、泰山竹)等。其中，所述禾本科竹类更优选为刚竹属的(孟宗竹)。尤其是，将孟宗竹作为原材料使用的多孔碳，容易进行对中孔的调节。<多孔碳的制造方法>本发明的多孔碳是经过碳化处理和活化处理进行制造的。碳化处理是指，在中温(300℃～1000℃)且无氧状态下进行烘烤(干馏)，活化处理是指，使碳材料的细孔结构发达，并添加细孔。活化处理是通过使用水蒸气或二氧化碳等并在高温(800℃～1,400℃)下将碳化物干馏一段时间，从而使每单位质量的表面积变大。通过对上述碳化处理条件或上述活化处理条件进行适当调节，能够获得表现出所期望的中孔容积和细孔径为0.4nm～0.6nm的微分容积最大值的多孔碳。当材料例如是来自禾本科竹类的材料的情况下，对供给于碳化处理的竹粉末的粒径进行调节也是获得所期望的多孔碳的有效手段。具体而言，优选对粒径为5μm～30mm的竹的微粉末实施碳化处理，更优选对粒径为5μm～5mm的竹的微粉末实施碳化处理。另外，关于此时的碳化处理条件和活化处理条件，具体而言，优选在400℃～1000℃的碳化温度下进行1小时～10小时的碳化处理。而且，在800℃～1000℃的活化温度下，并利用水蒸气，优选进行0.5小时～10小时的活化处理，更优选进行0.5小时～5小时的活化处理，进一步优选进行0.5小时～2小时的活化处理。(有机卤化物去除装置)本发明的有机卤化物去除装置具有：由所述多孔碳构成的过滤器。本发明的有机卤化物的去除方法是使用所述有机卤化物去除装置，并使有机卤化物吸附于所述多孔碳来去除有机卤化物的方法。更具体而言，将所述多孔碳材料用作水净化用过滤器，通过使含有有机卤化物杂质的水在过滤器中通过，从而去除有机卤化物。此时，关于填充在过滤器内的所述多孔碳材料的填充密度，优选为0.2g/cm3以上。根据本发明的有机卤化物去除装置，由于能够有效地去除有机卤化物，因此，即使在通液倍数大时也能够维持高吸附性能。当使用本发明的有机卤化物去除装置时，即使在通液倍数为1,000倍的条件下、更优选在通液倍数为3,000倍的条件下、进一步优选在通液倍数为6,000倍的条件下，也能够以高去除率来去除有机卤化物。具体而言，当使用本发明的有机卤化物去除装置，对含有浓度为0.06mg/l的有机卤化物的水，在通液倍数为1,000倍的条件下去除有机卤化物时，则表现出去除率为90％以上。在通液倍数为3,000倍的条件下，表现出去除率为65％以上，更优选为70％以上。另外，在通液倍数为6,000倍的条件下，表现出去除率为50％以上，更优选为65％以上。在本发明中，作为能够去除的对象的化合物，更优选所述有机卤化物是氯仿。本发明的有机卤化物去除装置对氯仿的去除效果优异。实施例下面对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限于这些实施例。(实施例1)使用了作为原材料的稻谷壳。对碳化后的稻谷壳(echo商会制造)进行了酸处理或碱处理，然后在960℃下，利用水蒸气进行了1小时的活化处理，得到了活性炭1。活性炭1的制造条件如下述表1所示。另外，使用3flex(micromeritics日本有限公司制造)的装置，利用上述的测量方法，对活性炭1的各种特性进行了测量。其结果如下述表2-1所示。<氯仿去除试验>样品水是将氯仿的浓度调节至0.06±0.006mg/l。而且，在1ml(长80mm)的内径为4mm的试管中填充了活性炭1。在温度为20℃、通液倍数为1,000倍的条件下使样品水通过了活性炭填充柱。采取从活性炭填充柱流出的样品水，并使用气相色谱法对氯仿的浓度进行了定量测定。比较了在通过柱之前的样品水和通过了柱的活性炭层后的样品水，并求出了去除率。在此，通液倍数(倍)是指，在一定时间内，通过后的样品水的体积相对于活性炭体积的比例。通液倍数为1,000倍时的氯仿去除率是指，在空间速度sv＝2,000(单位：1/h)下、并在通液倍数(通液体积/活性炭体积)为1,000倍下使氯仿水溶液通过时的去除率，即相对于1ml活性炭而使1,000ml氯仿水溶液流过时的去除率。并且，以与通液倍数为1,000倍时相同的方法，求出了在通液倍数为3,000倍和6,000倍时的去除率。其结果如下述表2-1所示。(实施例2)使用了作为原材料的中国产的竹子。针对碳化后的竹片(综合有限公司制造)，在900℃下、利用水蒸气进行了1小时的活化处理，从而得到了活性炭2。活性炭2的制造条件如下述表1所示。利用与实施例1相同的方法，对活性炭2的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-1所示。(实施例3)使用了作为原材料的九州产的孟宗竹。针对竹的微粉末(粒径(公称)：5μm～500μm、bambootechno公司制造)，在600℃下进行了6小时的碳化处理，然后在900℃下利用水蒸气进行了3小时的活化处理，从而得到了活性炭3。活性炭3的制造条件如下述表1所示。利用与实施例1相同的方法，对活性炭3的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-1所示。(实施例4)使用了作为原材料的九州产的孟宗竹。针对竹的粉末(粒径(公称)：0.1mm～0.4mm、bambootechno公司制造)，在600℃下进行了6小时的碳化处理，然后在900℃下利用水蒸气进行了3小时的活化处理，从而得到了活性炭4。活性炭4的制造条件如下述表1所示。利用与实施例1相同的方法，对活性炭4的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-1所示。(实施例5)使用了作为原材料的九州产的孟宗竹。针对竹的粉末(粒径(公称)：0.1mm～0.4mm、bambootechno公司制造)，在600℃下进行了6小时的碳化处理，然后在900℃下利用水蒸气进行了1小时的活化处理，从而得到了活性炭5。活性炭5的制造条件如下述表1所示。利用与实施例1相同的方法，对活性炭5的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-2所示。(实施例6)使用了作为原材料的九州产的孟宗竹。针对竹的微粉末(粒径(公称)：5μm～500μm、bambootechno公司制造)，在600℃下进行了6小时的碳化处理，然后在900℃下利用水蒸气进行了1小时的活化处理，从而得到了活性炭6。活性炭6的制造条件如下述表1所示。利用与实施例1相同的方法，对活性炭6的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-2所示。(比较例1)使用了作为原材料的椰壳。并使用了椰壳的比较用活性炭1(cn240g、二村化学株式会社制造)，利用与实施例1相同的方法，对比较用活性炭1的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-2所示。(比较例2)使用了作为原材料的椰壳。并使用了椰壳的比较用活性炭2(kuraraygw、可乐丽化学株式会社制造)，利用与实施例1相同的方法，对比较用活性炭2的各种特性进行了测量。而且，还求出了氯仿的去除率。其结果如下述表2-2所示。[表1][表2-1]实施例1实施例2实施例3实施例4原材料稻谷壳竹竹竹中孔容积(cm3/g)0.50.080.130.15细孔径为0.4～0.6nm的微分容积最大值1.632.051.761.77bet比表面积(m2/g)1002113214821450总细孔容积(cm3/g)0.780.530.730.71微孔容积(cm3/g)0.40.4580.610.58一次粒子的粒径(mm)0.120.1970.050.24填充密度(cm3/g)0.0970.30.20.24通液倍数为1,000倍时的去除率(％)939410099通液倍数为3,000倍时的去除率(％)657610080通液倍数为6,000倍时的去除率(％)505210055[表2-2]实施例5实施例6比较例1比较例2原材料竹竹椰壳椰壳中孔容积(cm3/g)0.0840.10.030.05细孔径为0.4～0.6nm的微分容积最大值2.582.851.641.57bet比表面积(m2/g)1273124710931173总细孔容积(cm3/g)0.570.580.470.49微孔容积(cm3/g)0.50.50.440.46一次粒子的粒径(mm)0.2460.050.661.21填充密度(cm3/g)0.2460.2290.5380.578通液倍数为1,000倍时的去除率(％)1001006450通液倍数为3,000倍时的去除率(％)971004541通液倍数为6,000倍时的去除率(％)691003533产业上的可利用性本发明的多孔碳由于吸附性能高，因此能够用于电容器的电极材料、各种吸附剂、口罩、吸附片、催化剂用载体等。当前第1页12