(57)【要約】【課題】水中に存在する有機物の吸着能に優れる新規な炭素多孔質体、及び炭素多孔質体の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る炭素多孔質体は、ＢＥＴ比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であり、０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径が、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の空孔径を有するメソ孔を有し、メソ孔の空孔容積が０．３ｍＬ／ｇ以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＥＴ比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であり、
０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径が、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、
２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の空孔径を有するメソ孔を有し、前記メソ孔の空孔容積が０．３ｍＬ／ｇ以上である、炭素多孔質体。
【請求項２】
前記空孔が連通性を有する、請求項１に記載の炭素多孔質体。
【請求項３】
フェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合物との重縮合体を含む樹脂多孔質体の炭化物である、請求項１又は２に記載の炭素多孔質体。
【請求項４】
有機物の吸着材として使用される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭素多孔質体。
【請求項５】
フェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合物とを溶媒中で重縮合させて湿潤ゲルを得る工程と、
前記湿潤ゲルから前記溶媒を除去して樹脂多孔質体を得る工程と、
前記樹脂多孔質体を炭化して炭素多孔質体を得る工程と、を備える、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の炭素多孔質体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素多孔質体及び炭素多孔質体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川は、人間活動による有機物を含有する排水、自然界から溶出した有機物等によって汚染されている。有機物に汚染された水を浄化するために、活性炭を有機物除去用の吸着材として用いることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７７０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に使用されるピッチ系活性炭、ヤシ殻活性炭等の活性炭は、吸着効果を発揮する内部の空孔構造が、水中に存在する有機物の吸着には不向きなミクロ孔性であり、吸着材単位量当たりの有機物の吸着量が小さいという問題があった。
【０００５】
本発明は、水中に存在する有機物の吸着能に優れる新規な炭素多孔質体、及び炭素多孔質体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するため、空孔径の大きさが特定の範囲に制御された樹脂多孔質体の炭化物である炭素多孔質体が、水中に存在する有機物の吸着特性に優れていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
本発明は、第１の態様として、ＢＥＴ比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であり、０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径が、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の空孔径を有するメソ孔を有し、メソ孔の空孔容積が０．３ｍＬ／ｇ以上である、炭素多孔質体を提供する。
【０００８】
従来、フィルタにより有機物を除去する場合、不織布、活性炭、セラミック等の多孔質材料を使用する方法が一般的である。しかしながら、多孔質材料における目開き、即ち空孔径を制御することは難しい。特に、有機物の分子サイズ又は凝集した粒子サイズは標準的には１〜１０００ｎｍであり、このような有機物が捕捉される空孔径を有する多孔質材料を簡便に製造することは、一般的に困難である。その理由の一つは、１〜１０００ｎｍの空孔径を有する材料については、その製造において乾燥工程を経ることにより毛管収縮と呼ばれる現象が発生し、空孔が収縮してしまうことにある。それゆえ、これまでは、有機物を除去するために、多孔質材料の中でも活性炭のように有機物のサイズよりも目開きの小さい材料をフィルタとして使用するか、不織布のような目開きの大きな材料を複数組み合わせたフィルタが使用されている。しかし、前者のフィルタは目詰まりを生じ易く、後者のフィルタにおいては、有機物の吸着、保持する効率が十分ではない。本発明によれば、このような問題を回避することができ、有機物の吸着能に優れた材料を得ることができる。
【０００９】
第１の態様において、空孔は、好ましくは連通性を有する。炭素多孔質体は、好ましくは、フェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合物との重縮合体を含む樹脂多孔質体の炭化物である。炭素多孔質体は、好ましくは、有機物の吸着材として使用される。
【００１０】
本発明は、第２の態様として、フェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合物とを溶媒中で重縮合させて湿潤ゲルを得る工程と、湿潤ゲルから溶媒を除去して樹脂多孔質体を得る工程と、樹脂多孔質体を炭化して炭素多孔質体を得る工程と、を備える、炭素多孔質体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水中に存在する有機物の吸着能に優れる新規な炭素多孔質体、及び炭素多孔質体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１及び２におけるブルーデキストランの吸着等温線である。
【図２】濃縮した河川水の紫外可視吸収スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
一実施形態に係る炭素多孔質体は、樹脂多孔質体の熱分解により生成する多孔質の炭化物である。炭素多孔質体には、樹脂多孔質体の空孔に由来する空孔が形成されている。
【００１５】
炭素多孔質体のＢＥＴ比表面積は、２００ｍ２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積は、炭素多孔質体に有機物をより好適に担持させる観点から、好ましくは４００ｍ２／ｇ以上であり、より好ましくは６００ｍ２／ｇ以上であり、更に好ましくは７５０ｍ２／ｇ以上であり、特に好ましくは８００ｍ２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積はできる限り大きい方がよいが、例えば、２５００ｍ２／ｇ以下であってよい。ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ法により算出できる比表面積のことをいう。炭素多孔質体の比表面積が大きいことにより、吸着面を広く有効に活用でき、吸着量の増加が期待できる。
【００１６】
炭素多孔質体の内部には複数の空孔が形成されている。細孔分析装置を用いることにより、炭素多孔質体に形成されている空孔の空孔径分布を得ることができる。本実施形態に係る炭素多孔質体について、空孔径が０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径は、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。以下、「空孔径が０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径」を、単に「空孔径ピーク」と呼ぶことがある。空孔径ピークは、２ｎｍ以上２００ｎｍ未満であってもよく、好ましくは５ｍ以上１５０ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である。
【００１７】
細孔分析装置を用いることにより、炭素多孔質体の空孔容積を求めることもできる。本実施形態に係る炭素多孔質体は、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の径を有する空孔（以下、単に「メソ孔」と呼ぶことがある。）を有し、メソ孔の空孔容積は０．３ｍＬ／ｇ以上である。炭素多孔質体において、メソ孔の空孔容積はできる限り大きい方がよく、好ましくは０．４ｍＬ／ｇ以上であり、より好ましくは０．４５ｍＬ／ｇ以上であり、更に好ましくは０．５ｍＬ／ｇ以上である。メソ孔の空孔容積の上限は、特に限定されないが、３ｍＬ／ｇ以下であってもよい。
【００１８】
炭素多孔質体には、連通性を有する空孔が形成されていることが好ましい。本明細書における連通性を有する空孔とは、空孔同士が連なることにより、炭素多孔質体が気体（例えば、酸素）又は液体（例えば、水）を通過させることができるように形成された空孔をいう。炭素多孔質体においては、必ずしも全ての空孔が連通している必要はなく、一部独立した空孔が形成されていてもよく、炭素多孔質体全体として気体又は液体を通過させることができればよい。
【００１９】
炭素多孔質体の形状は、特に限定されないが、塊状、板状、膜状、粉体状等であってよい。比表面積を増大させ、充填が容易である観点から、炭素多孔質体の形状は、好ましくは粉体状である。
【００２０】
次に、炭素多孔質体の製造方法を説明する。一実施形態に係る炭素多孔質体の製造方法は、樹脂及び溶媒を含む湿潤ゲルを得る工程と、湿潤ゲルから溶媒を除去して樹脂多孔質体を得る工程と、樹脂多孔質体を炭化させる工程と、を備える。
【００２１】
湿潤ゲルを構成する樹脂の種類は特に限定されないが、簡便かつ低コストで製造できるようにするためには、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物及びアルデヒド化合物をモノマーとして用い、これらを重縮合させて得られる重縮合体であってもよい。この場合、炭素多孔質体の製造方法は、フェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合物とを溶媒中で重縮合させて湿潤ゲルを得る第１の工程と、湿潤ゲルから溶媒を除去して樹脂多孔質体を得る第２の工程と、樹脂多孔質体を炭化して炭素多孔質体を得る第３の工程を備えることができる。
【００２２】
フェノール性水酸基を有する化合物としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、ジヒドロキシナフタレン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、及びこれらのヒドロキシメチル化合物又はアルコキシメチル化合物から選ばれる１種以上を用いることができる。
【００２３】
アルデヒド化合物としては、特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、へキシルアルデヒド、グルタルアルデヒド等のアルキルアルデヒド、サリチルアルデヒド、３−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシベンズアルデヒド、２−ヒドロキシ−４−メチルベンズアルデヒド、２，４−ジヒドロキシベンズアルデヒド、３，４−ジヒドロキシベンズアルデヒド等のヒドロキシベンズアルデヒド、２−ヒドロキシ−３−メトキシベンズアルデヒド、３−ヒドロキシ−４−メトキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシ−３−メトキシベンズアルデヒド、３−エトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシベンズアルデヒド等のヒドロキシ基とアルコキシ基の両方を有するベンズアルデヒド、メトキシベンズアルデヒド、エトキシベンズアルデヒド等のアルコキシベンズアルデヒド、１−ヒドロキシ−２−ナフトアルデヒド、２−ヒドロキシ−１−ナフトアルデヒド、６−ヒドロキシ−２−ナフトアルデヒド等のヒドロキシナフトアルデヒド、ブロムベンズアルデヒド等のハロゲン化ベンズアルデヒド及びフルフラールから選ばれる１種以上を用いることができる。
【００２４】
第１の工程は、例えば、以下のように行うことができる。まず、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルデヒド化合物と、吸蔵対象分子とを溶媒に添加し、撹拌する。次に、触媒を添加してから、加熱することにより、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルデヒド化合物とを重縮合させ、湿潤ゲルを得る。加熱の前には、必要に応じて酸を添加し、撹拌する工程を更に備えてもよい。
【００２５】
湿潤ゲルを得るために用いられる溶媒は特に限定されないが、水、有機溶剤、又はこれらの混合溶媒であってよい。好ましくは、フェノール性水酸基を有する化合物、アルデヒド化合物、及び必要により用いられる触媒の溶解性が高い溶媒を任意に選択することができる。これにより、未反応原料が少ない湿潤ゲルを短時間で作製することができる。
【００２６】
溶媒に用いられる有機溶剤は、シクロヘキサン等の炭化水素、プロパノール、ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステルなどであってよい。
【００２７】
モノマーを重縮合させる反応液には、触媒を加えてもよい。触媒は、特に限定されないが、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、アンモニア、アミン類等の塩基性触媒であってよい。このうち、無機塩基性触媒は、安価かつ取り扱いが容易であるため、より有用である。反応液に界面活性剤を加えてもよい。
【００２８】
フェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）とアルデヒド化合物（Ａ）とのモル比（Ｐ／Ａ）は、好ましくは０．１〜２．０であり、より好ましくは０．２〜１．５であり、更に好ましくは０．２〜１．０である。これにより、未反応のアルデヒド化合物の含有量が少ない湿潤ゲルを好適に得ることができる。
【００２９】
フェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）と、触媒（Ｂ）とのモル比（Ｐ／Ｂ）は、好ましくは１〜５００００であり、より好ましくは１０〜３００００であり、更に好ましくは２０〜２００００である。これにより、未反応原料の少ない湿潤ゲルを、短時間で得ることができる。
【００３０】
フェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）と、溶媒（Ｓ）との重量比（Ｐ／Ｓ）は、好ましくは０．０１〜４であり、より好ましくは０．０５〜１であり、更に好ましくは０．１〜０．８である。これにより、未反応原料の少ない湿潤ゲルを、短時間で得ることができる。
【００３１】
重縮合のために反応液を加熱してもよい。加熱条件は、好ましくは４０℃〜９０℃の温度下で４時間〜４８０時間であり、より好ましくは５０℃〜９０℃の温度下で５時間〜３００時間であり、更に好ましくは６０℃〜８０℃の温度下で６時間〜２００時間である。これにより、未反応原料の少ない湿潤ゲルを、短時間で好適に得ることができる。
【００３２】
湿潤ゲルから溶媒を除去することにより、樹脂多孔質体（乾燥ゲル）が形成される。樹脂多孔質体の内部には、複数の空孔が形成されている。樹脂多孔質体において、０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径（空孔径ピーク）、及び、空孔容積は、上述した炭素多孔質体における空孔径ピーク及び空孔容積と同様の方法によって求めることができる。
【００３３】
樹脂多孔質体の比表面積及び空孔径分布等に基づいて、炭素多孔質体の比表面積及び空孔径分布を制御することができる。樹脂多孔質体の比表面積及び空孔径分布は、例えば、モノマーを重縮合する反応液におけるモノマーの濃度（溶媒に対するモノマーの比率）によって制御することができる。モノマーの濃度が低いと、樹脂多孔質体及びこれから得られる炭素多孔質体の比表面積が小さく、空孔径ピークが大きくなる傾向がある。例えば、モノマーの濃度（例えばフェノール性水酸基を有する化合物及びアルデヒド化合物の合計の濃度）は、溶媒の質量を基準として１〜７０質量％であってもよい。
【００３４】
第２の工程において、湿潤ゲルから溶媒を除去する方法は、例えば、湿潤ゲルを常圧乾燥、ピンホール乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥、加熱減圧乾燥、真空凍結乾燥、超臨界乾燥させる方法等であってよい。このうち、真空凍結乾燥又は超臨界乾燥は、乾燥後の体積収縮、空孔の破壊を防げることから好適である。
【００３５】
溶媒の揮発速度を効率よく制御できる観点から、溶媒を除去する方法は、湿潤ゲル中の溶媒を他の溶媒に置換する溶媒置換工程と、溶媒置換された湿潤ゲルから置換後の溶媒を揮発させる乾燥工程と、を含んでいてもよい。
【００３６】
第３の工程において、樹脂多孔質体を熱分解により炭化させることによって、炭素多孔質体を得ることができる。炭化の方法は特に限定されないが、電気マッフル炉を用いた、不活性ガス雰囲気下での加熱による方法が簡便であるため好ましい。
【００３７】
炭化の際の加熱温度としては、特に限定されないが、好ましくは、６００〜１２００℃であり、より好ましくは、８００〜１０００℃である。この温度範囲で加熱することにより、炭化が促進され、より均一な分子構造を有する炭化物（炭素多孔質体）が形成される。炭化物の分子構造が均一になると、炭素多孔質体の空孔まで有機物を効率よく侵入させ、吸着することができる。
【００３８】
本実施形態の炭素多孔質体は、水中に存在する有機物の吸着材として特に好適に使用することができる。すなわち、一実施形態における有機物の吸着材は、ＢＥＴ比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であり、０．１〜４００ｎｍの範囲で測定された空孔径分布がピークを示す空孔径が、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の空孔径を有するメソ孔を有し、メソ孔の空孔容積が０．３ｍＬ／ｇ以上である、炭素多孔質体を含む。吸着材は、炭素多孔質体のみからなっていてもよいし、他の成分を含んでいてもよい。
【００３９】
吸着材の吸着対象となる有機物としては、例えば、色素、セルロース等の糖類、リグニン等の芳香環を有する化合物、酵素類、蛋白質類、油脂類、石油由来製品、又はこれらの分解物が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
撹拌子を入れた１１０ｍＬのラボランスクリュー管に、レゾルシノール４８．０ｇ及び超純水１４６．３ｇを入れて室温下で撹拌した。その後、ラボランスクリュー管に３５−３８％ホルムアルデヒド水溶液７１．８ｇを加えて再度室温下で撹拌した後、５％炭酸アンモニウム水溶液０．０８ｇを更に加え、得られた水溶液を原料水溶液（ａ）とした。３０００ｍＬのセパラブルフラスコに、シクロヘキサン１２５０ｍＬ及び界面活性剤（スパン８０）６２．５ｍＬを入れ、３００ｒｐｍで３０分間撹拌した後、原料水溶液（ａ）を添加して、３５０ｒｐｍで撹拌しながら、フラスコ内の反応液を６０℃で５時間加熱し、沈殿物（湿潤ゲル）を生成させた。湿潤ゲルを濾取してｔｅｒｔ−ブチルアルコール３００ｍＬに浸漬させ、室温で１日静置することにより、湿潤ゲル中のシクロヘキサンをｔｅｒｔ−ブチルアルコールに置換した。静置後、上澄みをデカンテーションにより除去する操作を合計３回行った。残存した湿潤ゲルを−２０℃の冷凍庫で１時間凍結し、凍結した湿潤ゲルをデシケータ内に移して、室温下、ダイアフラムポンプで３日間以上真空乾燥することによって、湿潤ゲル中のｔｅｒｔ−ブチルアルコールを除去し、乾燥ゲル（樹脂多孔質体）を得た。この樹脂多孔質体を、卓上真空ガス置換炉（ＦＵＡ１１２ＤＢ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ株式会社製）を使用して、窒素ガス雰囲気下、２５０℃で１時間加熱後、９００℃まで昇温し、更に４時間加熱することによって炭化させた。炭化によって得られた炭素多孔質体を室温まで自然放冷した。表１において、Ｐ／Ａはフェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）とアルデヒド化合物（Ａ）とのモル比を、Ｐ／Ｂはフェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）と触媒（Ｂ）とのモル比を、Ｐ／Ｓはフェノール性水酸基を有する化合物（Ｐ）と溶媒（Ｓ）との質量比を示す。
【００４２】
［実施例２］
シクロヘキサンの量を２５００ｍＬに、スパン８０の量を１２５ｍＬに変更した以外は、実施例１と同様の方法により炭素多孔質体を得た。
【００４３】
［比較例１］
富士フイルム和光純薬株式会社製の活性炭素（破砕状、０．２〜１ｍｍ、カラムクロマトグラフ用）を準備した。
【００４４】
［空孔径ピーク・ＢＥＴ比表面積の測定］
実施例１及び２の炭素多孔質体と、比較例１の活性炭素について、比表面積及び空孔径分布を、細孔分析装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ製、ＡｕｔｏＳｏｒｂ  ｉＱ）を用いて測定した。前処理として、試料管（φ９ｍｍ）に２０ｍｇの炭素多孔質体又は活性炭素（以下、「試料」という。）を採取し、１００℃で１時間真空加熱乾燥することで、試料表面の吸着物質を除去した。細孔分析装置による測定中においては、不活性ガスとしてヘリウム、吸着ガスとして窒素を用い、測定中は、液体窒素を用いて試料を冷却した。試料の単分子吸着量Ｗｍ（ｇ）を、測定結果から得られるＢＥＴプロットからＢＥＴ式を用いて算出した。Ｗｍから、全表面積Ｓｔｏｔａｌ（ｍ２）及び比表面積ＳＢＥＴ（ｍ２／ｇ）を求めた。空孔径分布については、Ｋｅｌｖｉｎ式と脱着等温線を利用したＢＪＨ法を用いて求め、０．１〜４００ｎｍの範囲の空孔径分布から空孔径ピークΦｐｅａｋ（ｎｍ）を確認した。また、２ｎｍ未満の径を有する空孔の容積である空孔容積Ｖ１（ｍＬ／ｇ）、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の径を有する空孔の容積である空孔容積Ｖ２（ｍＬ／ｇ）を算出した。測定結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2020083661.tif 000002
【００４６】
［糖類吸着性］
糖類吸着特性の評価方法として、ブルーデキストラン（分子量２００万、ＣＡＳ番号８７９１５−３８−６、シグマアルドリッチ製）を疑似的に用いた、水中での吸着量評価を行った。ブルーデキストランとしては、クロマトグラフで分子量マーカとして使用できる程度に分子量分布の小さいグレードを使用した。まず、吸着材として実施例１及び２の炭素多孔質体を所定量秤量し、それぞれ９ｍＬのスクリュー管に採取した。次に、吸着材の入ったスクリュー管に、ブルーデキストラン２．７ｍｇを１００ｇの超純水に完全に溶解させた溶液を５ｍＬずつ加えて混合した。スクリュー管内の混合物を、ミックスローター（アズワン株式会社製、ＶＭＲ−５Ｒ）を用いて１００ｒｐｍで５時間撹拌し、撹拌後の混合物を親水性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルタ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ製、ＳＦＰＴＦＥ０２５０２２ＮＬ）を通過させて濾液を採取し、吸着材を除去した。得られた濾液を試験液として３ｍＬ採取し、測定セル（ＣＵＶＥＴＴＥ  ＡＣＲＹＬＩＣ  ４．５ＭＬ  ＳＴ−ＭＡ、アズワン株式会社製）に移して、分光光度計（Ｕ−２９００、株式会社日立ハイテクサイエンス製）を用いて紫外可視吸収スペクトルを測定した。ブルーデキストラン水溶液の紫外可視吸収スペクトルにおける６２０ｎｍの吸光度から、濾液中に残存したブルーデキストランの平衡濃度（Ｃ）を算出し、以下の式（１）を用いて吸着量（Ｗ）を見積もった。その結果、図１に示すとおり、実施例１及び２に係る炭素多孔質体はブルーデキストランに対して吸着特性を示すことがわかった。
Ｗ＝Ｖ（Ｃ０−Ｃ）／Ｍｉ    （１）
（ただし、Ｗ：吸着量（ｍｇ／ｍｇ−吸着材）、Ｍｉ：吸着材の添加量（ｍｇ−吸着材）、Ｖ：試験液の体積（ｍＬ）、Ｃ０：測定前の試験液濃度（ｍｇ／ｍＬ）、Ｃ：平衡濃度（ｍｇ／ｍＬ））
【００４７】
［芳香環を有する有機物の吸着性］
芳香環を有する有機物の吸着特性の評価方法として、河川の水を用いた吸着試験を実施した。河川水５Ｌを５０℃でエバポレーター（東京理化器械株式会社製）を用いて４０ｍＬに濃縮し、紫外可視吸収スペクトルを測定した。濃縮した河川水の紫外可視吸収スペクトルを図２に示す。濃縮した河川水５ｍＬに、吸着材として実施例１の炭素多孔質体を６．５ｍｇ添加し、１００ｒｐｍで１時間撹拌した混合液を３日間静置した。静置後の混合液を、親水性ＰＴＦＥフィルタを通過させて濾液を採取し、吸着材を除去した。得られた濾液を試験液として用い、紫外可視吸収スペクトルを測定し、２７５ｎｍの吸光度を用いて水中での有機物吸着量を評価した。吸着材として比較例１の活性炭を用いて同様の評価を行った。ここで、２７５ｎｍの吸光度は、ベンゼン環を有する有機物の吸光度の総和を示す。以下の式（２）を用いて相対吸着量を見積もった。その結果、表２に示すとおり、実施例１の炭素多孔質体は、比較例１の活性炭よりも高い吸着量を示すことがわかった。
Ｗ’＝（Ａ０−Ａ）／Ｍｉ    （２）
（ただし、Ｗ’：相対吸着量（Δａｂｓ．／ｍｇ−吸着材、Δａｂｓ．＝Ａ０−Ａ）、Ｍｉ：吸着材の添加量（ｍｇ−吸着材）、Ａ０：濃縮した河川水の２７５ｎｍの吸光度、Ａ：吸着後の試験液の２７５ｎｍの吸光度）
【００４８】
【表２】
2020083661.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の炭素多孔質体によれば、これまで回収が困難であった分子サイズ又は粒子サイズの物質を、効率よく吸着し回収することができる。特に産業排水においては、色素、糖類、タンパク質、油脂、酵素、細菌、バクテリア、石油由来製品、その他有害物の除去、又は金属等の有価物の回収に、本発明の炭素多孔質体を利用することができる。本実施形態の炭素多孔質体は、水中に存在する有機物の吸着材として特に好適に有用である。
【００５０】
本発明の炭素多孔質体によれば、種々の材料の軽量化、断熱性、遮音性、導電性等の付与に用いることも期待できる。
【図１】
2020083661.tif 000004
【図２】
2020083661.tif 000005