(57)【要約】【課題】大きさの異なる複数のメソ細孔構造を有する新規な炭素多孔体を提供する。【解決手段】炭素多孔体は、温度７７Ｋでの窒素吸脱着等温線において、脱着等温線の相対圧に対する窒素吸着量の微分値曲線には、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．９５以下の範囲に第１ピーク頂点と該第１ピーク頂点よりも高い相対圧Ｐ／Ｐ0での第２ピーク頂点とが含まれており、前記第１ピーク頂点を含むピークに対応する第１メソ細孔径領域と、前記第２ピーク頂点を含むピークに対応する前記第１メソ細孔径領域よりも大きい第２メソ細孔径領域とを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度７７Ｋでの窒素吸脱着等温線において、脱着等温線の相対圧に対する窒素吸着量の微分値曲線には、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．９５以下の範囲に第１ピーク頂点と該第１ピーク頂点よりも高い相対圧Ｐ／Ｐ0での第２ピーク頂点とが含まれており、前記第１ピーク頂点を含むピークに対応する第１メソ細孔径領域と、前記第２ピーク頂点を含むピークに対応する前記第１メソ細孔径領域よりも大きい第２メソ細孔径領域とを有する、炭素多孔体。
【請求項２】
前記第１メソ細孔径領域及び前記第２メソ細孔径領域は、単一粒子の内部に共存している、請求項１に記載の炭素多孔体。
【請求項３】
前記第１ピーク頂点と前記第２ピーク頂点とのピーク高さの比が０．１以上１０以下の範囲にある、請求項１又は２に記載の炭素多孔体。
【請求項４】
前記微分値曲線における前記第１ピーク頂点及び前記第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．６５以上０．９０以下の範囲に含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素多孔体。
【請求項５】
前記微分値曲線における前記第１ピーク頂点及び前記第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５５以上０．８０以下の範囲に含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素多孔体。
【請求項６】
前記微分値曲線における前記第１ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．７５未満の範囲に含まれ、前記第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．７５以上０．９５以下の範囲に含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素多孔体。
【請求項７】
炭素多孔体の製造方法であって、
ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇを含む原料とを用いてベンゼンジカルボン酸塩を調製する調製工程と、
前記調製した塩を不活性雰囲気中で加熱して炭素化させた複合体を形成する加熱工程と、
前記形成した複合体を、Ｃａ及びＭｇ成分を溶解可能な洗浄液で溶出処理し炭素多孔体を得る溶出工程と、
を含む炭素多孔体の製造方法。
【請求項８】
前記調製工程では、前記原料としてドロマイト、苦土石灰、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムのうち１以上を用いる、請求項７に記載の炭素多孔体の製造方法。
【請求項９】
前記調製工程では、ベンゼンジカルボン酸塩の組成のモル比Ｃａ／Ｍｇが０．１以上０．９以下の範囲の前記原料を用いる、請求項７又は８に記載の炭素多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素多孔体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭素多孔体としては、炭素骨格の一部が窒素原子で置換されたものが知られている（特許文献１）。この炭素多孔体は、平均細孔径が２ｎｍ以下のミクロ細孔構造を有している。一方、セルサイズが約０．１μｍの低密度の炭素発泡体も知られている（特許文献２）。この炭素発泡体は、レゾルシノールとホルムアルデヒドとの重縮合によって得られるポリマークラスタを共有結合的に架橋してゲルを合成し、そのゲルを超臨界条件で処理してエアロゲルとし、そのエアロゲルを炭素化することによって合成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０５１８２８号公報
【特許文献２】米国特許第４８７３２１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、これまで、メソ細孔構造を有する材料は存在したが、メソ細孔径の領域が複数存在するような炭素多孔体は知られておらず、当然、こうした炭素多孔体を容易に製造する方法も知られていなかった。このような新規な炭素多孔体の製造が期待されていた。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、新規な炭素多孔体を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、ベンゼンジカルボン酸のカルシウム塩とマグネシウム塩とを共存的に生成させ、これを炭化して洗浄する、あるいは、ベンゼンジカルボン酸塩の炭素化条件を調整することによって、新規な炭素多孔体が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本明細書で開示する炭素多孔体は、
温度７７Ｋでの窒素吸脱着等温線において、脱着等温線の相対圧に対する窒素吸着量の微分値曲線には、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．９５以下の範囲に第１ピーク頂点と該第１ピーク頂点よりも高い相対圧Ｐ／Ｐ0での第２ピーク頂点とが含まれており、前記第１ピーク頂点を含むピークに対応する第１メソ細孔径領域と、前記第２ピーク頂点を含むピークに対応する第１メソ細孔径領域よりも大きい第２メソ細孔径領域とを有するものである。
【０００８】
また、本明細書で開示する炭素多孔体の製造方法は、
ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇを含む原料とを用いてベンゼンジカルボン酸塩を調製する調製工程と、
前記調製した塩を不活性雰囲気中で加熱して炭素化させた複合体を形成する加熱工程と、
前記形成した複合体を、Ｃａ及びＭｇ成分を溶解可能な洗浄液で溶出処理し炭素多孔体を得る溶出工程と、
を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
この炭素多孔体及びその製造方法によれば、大きさの異なる複数のメソ細孔構造を有する新規な炭素多孔体を提供することができる。この炭素多孔体では、例えば、通常の賦活処理では得られない、小さなメソ細孔とより大きなメソ細孔とが接続した構造を有するものと考えられる。製造工程において、例えば、Ｃａ塩とＭｇ塩とがそれぞれ大きさの異なるメソ細孔の鋳型として作用するものと推察される。この炭素多孔体は、大きさの異なるメソ細孔の階層構造を有していると推察され、触媒作用の向上など、機能向上が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】炭素多孔体の窒素脱着等温線から得られた微分値曲線の一例を示す説明図。
【図２】炭素多孔体粒子１０の一例を示す説明図。
【図３】実施例１〜４、比較例１〜４の窒素吸脱着等温線。
【図４】実施例１〜４、比較例１〜４の窒素脱離量の微分値曲線。
【図５】実施例５、比較例５、６の窒素吸脱着等温線。
【図６】実施例５、比較例５、６の窒素脱離量の微分値曲線。
【図７】実施例５、比較例５、６の前駆体のＳＥＭ写真。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、炭素多孔体の窒素脱着等温線から得られた微分値曲線の一例を示す説明図である。本実施形態で開示する炭素多孔体は、温度７７Ｋでの窒素吸脱着等温線において、脱着等温線の相対圧に対する窒素吸着量の微分値曲線には、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．９５以下の範囲に第１ピーク頂点と該第１ピーク頂点よりも高い相対圧Ｐ／Ｐ0での第２ピーク頂点とが含まれており、第１ピーク頂点を含むピークに対応する第１メソ細孔径領域と、第２ピーク頂点を含むピークに対応する、第１メソ細孔径領域よりも大きい第２メソ細孔径領域とを有する。ここで、メソ細孔とは直径が２ｎｍより大きく５０ｎｍ以下の細孔を示すものとする。この微分値曲線において、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５近傍で得られるピークは窒素吸脱着等温線のヒステリシスが閉じる部分で生じるキャビテーション効果に起因するものであり、細孔に起因するピークとしては取り扱わないものとする。なお、微分値曲線は、窒素脱着等温線における特定の測定区間の吸着量差△ｄ（ｃｍ3（ＳＴＰ）／ｇ）をその区間の相対圧差△Ｐ／Ｐ0（−）で除算することにより窒素脱離量の微分値を算出して得られる曲線である。
【００１２】
この炭素多孔体において、第１メソ細孔径領域及び第２メソ細孔径領域は、単一粒子の内部に共存しているものとしてもよい。図２は、炭素多孔体粒子１０の一例を示す説明図である。炭素多孔体粒子１０では、第１メソ細孔径領域１１及び第２メソ細孔径領域１２は、単一粒子の内部に共存しており、更に、第１メソ細孔径領域１１と第２メソ細孔径領域１２とが接続され連通している。このような構造を有するものとすると、例えば触媒としては、それぞれが反応物の反応場と反応物の移動場とになり得る。また、この炭素多孔体において、第１ピーク頂点と第２ピーク頂点とのピーク高さの比が０．１以上１０以下の範囲にあることが好ましい。この範囲にあれば、反応場と移動場とのいずれかを優勢とするような制御を行うことができる。
【００１３】
この炭素多孔体において、微分値曲線における第１ピーク頂点及び第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．６５以上０．９０以下の範囲に含まれるものとしてもよい。また、微分値曲線における第１ピーク頂点及び第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５５以上０．８０以下の範囲に含まれるものとしてもよい。あるいは、微分値曲線における第１ピーク頂点は相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．７５未満の範囲に含まれ、第２ピーク頂点は相対圧Ｐ／Ｐ0が０．７５以上０．９５以下の範囲に含まれるものとしてもよい。これらのピーク位置は、例えば、原料の選択、炭素化処理の条件の調整などにより調整することができる。炭素多孔体の利用目的に合わせてこれらのピーク位置を調整するものとすればよい。
【００１４】
この炭素多孔体において、窒素吸着等温線によるＢＥＴ比表面積は、５００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、８００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましく、１０００ｍ2／ｇ以上であることが更に好ましい。ＢＥＴ比表面積は、目的の吸着特性に応じて、適宜調整するものとすればよい。この比表面積は、例えば、炭素多孔体の作製のしやすさから、１８００ｍ2／ｇ以下とすることが好ましい。
【００１５】
次に、本明細書で開示する炭素多孔体の製造方法について説明する。この製造方法は、ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇを含む原料とを用いてベンゼンジカルボン酸塩を調製する調製工程と、この調製した塩を不活性雰囲気中で加熱して炭素化させた複合体を形成する加熱工程と、この複合体を、Ｃａ及びＭｇ成分を溶解可能な洗浄液で溶出処理し炭素多孔体を得る溶出工程と、を含むものとする。この製造方法は、上述した炭素多孔体を得るのに好適である。
【００１６】
調製工程では、ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇを含む原料とを用いてベンゼンジカルボン酸塩を調製する。この工程で用いるベンゼンジカルボン酸としては、例えば、フタル酸（ベンゼン−１，２−ジカルボン酸）、イソフタル酸（ベンゼン−１，３−ジカルボン酸）、テレフタル酸（ベンゼン−１，４−ジカルボン酸）などのうち１以上が挙げられるが、このうちテレフタル酸が好ましい。また、この工程で用いるＣａ及びＭｇを含む原料としては、例えば、ドロマイト、苦土石灰、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムなどのうち１以上が挙げられる。所望する第１メソ細孔径領域及び第２メソ細孔径領域に応じてこれらの原料のいずれか１以上を選択するものとすればよい。また、この工程では、ベンゼンジカルボン酸塩の組成のモル比Ｃａ／Ｍｇが０．１以上０．９以下の範囲の原料を用いることが好ましい。Ｃａ塩とＭｇ塩とでは、生成するメソ細孔径領域が異なると推察されるため、所望する第１メソ細孔径領域及び第２メソ細孔径領域に応じて、モル比Ｃａ／Ｍｇを設定するものとすればよい。また、この工程では、アルカリ金属を含む原料を更に加えるものとしてもよい。アルカリ金属を加えると、Ｃａ及びＭｇを含むベンゼンジカルボン酸塩をより簡単に作製することができる。用いるアルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ及びＫなどが挙げられ、このうち、Ｌｉが好ましい。この原料は、例えば、アルカリ金属の水酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩などのアルカリ金属塩などが挙げられる。ベンゼンジカルボン酸とＣａ、Ｍｇとの塩は、ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇを含む原料とを水中で混合することにより合成してもよい。この場合、ベンゼンジカルボン酸とＣａ及びＭｇとのモル比は、中和反応式に基づく化学量論量だけ用いてもよいし、その１つがその他に対して過剰になるように用いてもよい。
【００１７】
加熱工程では、ベンゼンジカルボン酸塩を不活性雰囲気中で加熱して炭素化させた複合体を形成する。加熱する炭素化温度は、５００℃以上７００℃以下の範囲とするのが好ましい。この温度が５００℃以上では、７７Ｋでの窒素吸着等温線の窒素吸着量が十分大きくなるため好ましい。この温度が７００℃以下では、炭素多孔体を得やすい。この工程では、加熱温度に保持する維持時間は、例えば、３０分以上としてもよいし、１２０分以上としてもよいし、１５０分以上としてもよい。また、この維持時間は、３６０分以下としてもよいし、２４０分以下としてもよい。維持時間が３０分以上では、炭素とＣａ，Ｍｇとの複合体の形成が十分に行われる。維持時間が３６０分以下では、ＢＥＴ比表面積の比較的大きな炭素多孔体が得られる。加熱時の昇温速度は、例えば、１℃／分以上としてもよいし、５℃／分以上としてもよいし、１０℃／分以下としてもよい。加熱する不活性雰囲気としては、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気などが挙げられる。この工程では、例えば、不活性ガスを流通させながら加熱するものとしてもよい。ガスの流量は、例えば、１Ｌ／分以上としてもよいし、５Ｌ／分以上としてもよいし、１０Ｌ／分以上としてもよい。また、このガス流量は、１００Ｌ／分以下としてもよく、５０Ｌ／分以下としてもよいし、４０Ｌ／分以下としてもよい。
【００１８】
溶出工程では、加熱工程で得られた複合体を、Ｃａ及びＭｇ成分を溶解可能な洗浄液で溶出処理し炭素多孔体を得る。この工程において、Ｃａ及びＭｇを溶解可能な洗浄液としては、例えば、水や酸性水溶液を用いることが好ましく、このうち酸性水溶液がより好ましい。酸性水溶液としては、例えば、塩酸、硝酸、酢酸などの水溶液が挙げられる。こうした洗浄を行うことにより、複合体中のＣａやＭｇが存在していた箇所は空洞になると推察される。
【００１９】
得られた炭素多孔体は、例えば、触媒及び触媒担体として利用することができる。触媒反応に用いる物質は、例えば、炭素多孔体の特性に合わせて適宜選択することができる。
【００２０】
以上詳述した本実施形態の炭素多孔体及びその製造方法では、大きさの異なる複数のメソ細孔構造を有する新規な炭素多孔体を提供することができる。この炭素多孔体では、例えば、通常の賦活処理では得られない、小さなメソ細孔とより大きなメソ細孔とが接続した構造を有するものと考えられる。製造工程において、例えば、Ｃａ塩とＭｇ塩とがそれぞれ大きさの異なるメソ細孔の鋳型として作用するものと推察される。この炭素多孔体は、大きさの異なるメソ細孔の階層構造を有していると推察され、触媒作用の向上など、機能向上が期待される。
【００２１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２２】
例えば、上述した製造方法では、Ｃａ及びＭｇを含む原料を用いるものとして説明したが、Ｃａ及びＭｇのうちいずれかを省略してもよい。この場合、加熱工程でのガス流量、加熱温度、維持時間などを適宜調整するものとする。例えば、原料にＣａを用いた場合、より大きなガス流量にて加熱処理を行うと、加熱状態に不均一化が起き、ベンゼンジカルボン酸カルシウム塩から炭酸カルシウムや酸化カルシウムなど、異なる部分が生じることが考えられる。また、ベンゼンジカルボン酸より少ないモル量のＣａ，Ｍｇを用いて加熱処理を行うと、Ｃａ，Ｍｇのある場所、ない場所など異なる部分が生じることが考えられる。このような違いから、サイズの異なる２種類以上のメソ細孔径領域を形成することができると考えられる。
【実施例】
【００２３】
以下には、本明細書で開示する炭素多孔体を具体的に製造した例を実施例として説明する。
【００２４】
［実施例１］
テレフタル酸（以下ＰＴＡ）を１６．６ｇ（０．１ｍｏｌ）と、苦土石灰を６．９ｇ（Ｃａ，Ｍｇが０．１ｍｏｌ）とを混合し、更に水酸化リチウム一水和物を４２ｍｇ（０．００１ｍｏｌ）加え、これに水２０ｇを添加してから混合した。混合物を密閉状態で２４時間放置することで、テレフタル酸Ｃａ／テレフタル酸Ｍｇ複合塩を得た。１１５℃の空気乾燥炉中で１２時間乾燥して、前駆体塩を得た（調整工程）。この前駆体塩を不活性雰囲気中、６５０℃の炭素化温度で炭素化した。雰囲気ガスは窒素を用い、ガス流量は５Ｌ／分に設定した。また炭素化の昇温速度は５℃／分とした。目標温度に到達後、１８０分維持したあとに、室温まで炉内を温度を低下させた（加熱工程）。炭素化物を取り出し、直ちに１Ｌのイオン交換水中に分散した。分散液を撹拌しながら、ここへ１ｍｏｌ／Ｌの硝酸を滴下して、ｐＨ＜５になるまで添加した。３０分撹拌を継続したのち、吸引濾過で炭素多孔体を取り出し、ろ紙上で過剰量のイオン交換水にて充分に洗浄を行い、８０℃乾燥機で乾燥し（溶出工程）、得られた炭素多孔体を実施例１とした。
【００２５】
［実施例２〜５］
苦土石灰をドロマイト５．０ｇ（Ｃａ，Ｍｇが０．１ｍｏｌ）に代えた以外は実施例１と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を実施例２とした。また、苦土石灰を水酸化カルシウム０．１ｇ（０．０８ｍｏｌ）とし、炭素化温度を５９０℃、炭素化温度での維持時間を１５０分とした以外は実施例１と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を実施例３とした。また、ガス流量を４０Ｌ／分、炭素化温度を６５０℃とし、炭素化温度での維持時間を１８０分とした以外は実施例３と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を実施例４とした。また、水酸化カルシウムを水酸化カルシウム３．７ｇ（０．０５ｍｏｌ）及び水酸化マグネシウム２．９ｇ（０．０５ｍｏｌ）とした以外は実施例４と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を実施例５とした。
【００２６】
［比較例１〜６］
実施例４における水酸化カルシウムを８．９ｇ（０．１２ｍｏｌ）とし、水酸化リチウム１２６ｍｇ（０．００３ｍｏｌ）とした以外は実施例４と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例１とした。また、実施例４における水酸化カルシウムを７．４ｇ（０．１ｍｏｌ）とし、炭素化温度を５８０℃とした以外は実施例４と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例２とした。また、比較例２におけるガス流量を５Ｌ／分とし、炭素化温度を６５０℃とした以外は比較例２と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例３とした。また、実施例１における苦土石灰を水酸化マグネシウム５．８ｇ（０．１ｍｏｌ）とした以外は実施例１と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例４とした。また、実施例５の水酸化カルシウムを７．４ｇ、水酸化マグネシウムを０ｇとした以外は、実施例５と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例５とした。また、実施例５の水酸化カルシウムを０ｇ、水酸化マグネシウムを５．８ｇとした以外は、実施例５と同様の工程を経て得られた炭素多孔体を比較例６とした。
【００２７】
（窒素吸着等温線測定）
作製した各炭素多孔体に対して、液体窒素温度（７７Ｋ）における窒素吸着測定を行い、窒素吸脱着等温線を求めた。この窒素吸脱着等温線から、比表面積を算出した。窒素吸着等温線は、カンタクローム社製Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１を用いて測定を行い、吸着量の解析を行った。窒素脱着等温線から、ある測定区間の吸着量差△ｄ（ｃｍ3（ＳＴＰ）／ｇ）をその区間の相対圧差△Ｐ／Ｐ0（−）で除算することにより窒素脱離量の微分値を算出し、微分値曲線を求めた。
【００２８】
（結果と考察）
作成した炭素多孔体の作製条件などを表１にまとめた。また、窒素吸脱着等温線の測定結果を表２にまとめた。図３は、実施例１〜４、比較例１〜４の窒素吸脱着等温線である。図４は、実施例１〜４、比較例１〜４の窒素脱離量の微分値曲線である。図５は、実施例５、比較例５、６の窒素吸脱着等温線である。図６は、実施例５、比較例５、６の窒素脱離量の微分値曲線である。図７は、実施例５、比較例５、６の前駆体のＳＥＭ写真である。図４に示すように、比較例１〜４では、微分値曲線に含まれる細孔に基づくピーク頂点が１つであるのに対し、実施例１〜４では、ピーク頂点を２つ以上含んでいることがわかった。相対圧Ｐ／Ｐ0＝０．５〜０．９５の範囲での微分値曲線のピークは、メソ細孔構造に起因する。また、より相対圧が高い位置にあるピークほど、より大きな細孔を示す。なお、Ｐ／Ｐ0＝０．５近傍でのピークは、窒素吸脱着等温線のヒステリシスが閉じる部分で生じるキャビテーション効果に起因するものであり、細孔に起因するピークではないと考えられる。したがって、実施例１〜４の炭素多孔体では、サイズの異なる２種類のメソ細孔が存在しているものと推察された。
【００２９】
また、苦土石灰やドロマイトを用いた実施例１、２では、微分値曲線における第１ピーク頂点及び第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．６５以上０．９０以下の範囲に含まれることがわかった。また、原料配合及び炭素化条件を調整した実施例３、４では、微分値曲線における第１ピーク頂点及び第２ピーク頂点は、相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５５以上０．８０以下の範囲に含まれることがわかった。また、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムとを用いた実施例５では、第１ピーク頂点が相対圧Ｐ／Ｐ0が０．５以上０．７５未満の範囲に含まれ、第２ピーク頂点が相対圧Ｐ／Ｐ0が０．７５以上０．９５以下の範囲に含まれることがわかった。これらの作製方法を組み合わせれば、第１ピーク頂点と第２ピーク頂点の位置を調整可能であると推察された。また、実施例１〜５では、第１ピーク頂点と第２ピーク頂点とのピーク高さの比が０．１以上１０以下の範囲にあることがわかった。
【００３０】
実施例１、２では、このような複数のメソ細孔径領域は、Ｃａ塩とＭｇ塩との大きさの違いから形成されるものと推察された。また、実施例３、４では、例えば、炭素化処理でのガス流量の大きさなどにより、加熱状態に不均一化が起き、１粒子内に炭酸カルシウムと酸化カルシウムとが生成し、この大きさの違いからサイズの異なる２種類のメソ細孔径領域が形成されるのではないかと推察された。
【００３１】
また、図６に示すように、Ｃａ又はＭｇの一方のみを用いた比較例５および比較例６では窒素脱着曲線から求めた微分値曲線において、ピーク頂点は１つである一方、Ｃａ及びＭｇの両方を用いた実施例５では、脱着等温線の微分値曲線には２つのピーク頂点を含むことがわかった。また、図７に示すように、Ｃａのみを用いた比較例５では、おそらくテレフタル酸カルシウムに基づく長方形（アスペクト比が３以上の平板状）の結晶が確認された。また、Ｍｇのみを用いた比較例６では、おそらくテレフタル酸マグネシウムに基づく粒状（アスペクト比が１に近い平板状）の結晶が確認された。一方、実施例５の結晶形状は、比較例５と比較例６の両者の結晶の形状的特徴と類似していなかった。もし、比較例５と比較例６の各結晶が反応系内で別々に析出した場合、実施例５の結晶形態は比較例５と比較例６の物理的混合物となるはずである。しかしながら、実施例５では、物理的混合になっていないため、結晶粒子の一粒子内にテレフタル酸カルシウムとテレフタル酸マグネシウムの両方が共存している状態にあると推察された。そして、このような状態で炭素化処理を行うと、１粒子内に大きさの異なる２以上のメソ細孔径領域が形成され、また、このようなメソ細孔径領域は、図２に示すように、連続して形成されているものと推察された。これは、実施例１〜４においても同様であると推察された。
【００３２】
このように、大きさの異なる複数のメソ細孔径領域を有する炭素多孔体では、それぞれの細孔構造に機能を分担することによって、材料機能の向上が期待される。例えば、燃料電池の電極触媒など、より小さいメソ細孔では触媒反応場（燃料極での酸素還元反応による水生成など）として機能し、より大きいメソ細孔は物質輸送パス（酸素流路から触媒反応場への拡散場）として機能することが期待される。このような炭素多孔体では、燃料電池の出力向上などが期待される。
【００３３】
【表１】
2018030767.tif 000002
【００３４】
【表２】
2018030767.tif 000003
【００３５】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、炭素材料の原料製造に関する技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  炭素多孔体粒子、１１  第１メソ細孔径領域、１２  第２メソ細孔径領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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