ピッチ系炭素繊維からの分子ふるい性繊維状活性炭素の製造

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555244
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 阪田 祐作 岡山大学, 工学部, 教授 (70032951)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西野 博 大阪ガス(株), 開発研究所, 顧問(研究職) ; UDDIN Md.Azh 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (70263613) ; 武藤 明徳 岡山大学, 工学部, 講師 (00174243)
• Keywords: 炭素繊維 / 活性炭素繊維(ACF) / 高表面積炭素 / 分子ふるい吸着 / 細孔径分布 / 吸着容量 / 吸着速度

Research Abstract

石炭ピッチ系炭素繊維を前駆体として、均一な細孔径を備えた繊維状多孔質炭素(ACF)を高収率で調製する新プロセスの開発が本研究の目的である。原料炭素繊維の径が約16μmときわめて細いことが、従来の活性炭製造における炭化物賦活技術を援用できなくしている主要課題であることを明らかにした。そして具体的には、相反する要請である高表面積化と高収率を実現させながら、かつ均一径細孔構造を自由に制御・設計するためには、(1)酸化力制御の容易さに着目して炭酸ガスを賦活剤として選び、(2)賦活剤中に含まれる微量酸素をほぼ1ppm以下にまで除去すること、(3)賦活処理用加熱炉の温度均一性に留意することが、基本的に必要とされる課題であることを実証できた。
所定賦活温度(850、900、950°C)における処理時間を幅広く設定し、繊維状炭素多孔体の製品収率と比表面積の関係を検討した。その結果、分子ふるい機能の基本特性である細孔径の均一性に優れ、その細孔径のみ異なる一連の炭素多孔体試料を調製し、下記のような細孔構造と吸着特性を評価した。
1.炭化水素(メタン、エチレン、n-ブタン、i-ブタンなど)の気相吸着について、1気圧等温速度と吸着等温線(容量)を測定し、細孔構造特性(容量、表面積、孔径分布)との関係究明。
2.水溶液系で、クロロホルムとフミン酸の吸着の速度と容量を測定した。
3.アルカリ賦活法による高表面積化を試み、炭酸ガス賦活法と比較した。

Research Products

• [Publications] Y.Sakata,A.Muto,M.A.Uddin,M.Osanai,A.Sato,H.Nishino: "Removal of Trihalomethanes in Water by Activated Carbon Fibers with Controlled Pore Size" The fourth Japan-Korea Symposium on Separation Technology. 571-577 (1996)
• [Publications] 阪田祐作、U.M.Azhar、武藤明徳、井原淳一郎、丸茂千郷: "フェノール系多孔質炭素機能材料の調製と細孔・吸着特性" 化学工学会姫路大会(姫路市)研究発表講演要旨集. 262-263 (1996)
• [Publications] 阪田祐作: "活性炭素繊維による水中の有機ハロゲン化物の分離" ケミカル エンジニアリング. 41・8. 624-629 (1996)