(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フィルターと、前記支持フィルターの一面に形成された吸着除去膜と、を有し、
前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が１００ｎｍ以上であり、
前記フラーレンナノウィスカーが、長さ４．２３μｍ以上１０．３９μｍ以下であり、径０．３６３μｍ以上０．６６９μｍ以下であることを特徴とする吸着除去フィルター。
【請求項２】
芳香族炭化水素あるいは多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、
吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を、請求項１に記載の吸着除去フィルターに通過させる工程を有することを特徴とする吸着除去方法。
【請求項３】
芳香族炭化水素あるいは多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、
吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液にフラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、
室温±１０℃の温度範囲内で、２時間以上攪拌する工程と
を有することを特徴とする吸着除去方法。
【請求項４】
前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有することを特徴とする請求項３に記載の吸着除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着除去フィルター及び吸着除去方法に関する。
【０００２】
芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は、有機物の不完全燃焼によって容易く作られる。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は一般に嫌水性であるが、少量であれば水に溶ける。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が河川水や飲料水に溶解した場合、人間が摂取し、体内に取り込むおそれが生じる。体内に取り込まれると、遺伝的疾患を引き起こすおそれが生じる。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は人体にとって有害な物質である。
【０００３】
現在の河川水や飲料水の濾過プラントは、沈殿濾過法なので、陽イオン性の有機物で沈殿する物もあるが、芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の多くは通り抜け、芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を完全に取り除くことはできていない。一部の地域では、オゾン処理や紫外線処理のシステムで有機物を分解しているが、このようなシステムを今まである浄水場に付加するのは高価になるという課題がある。低価で導入でき、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去する方法及び装置が求められている。
【０００４】
非特許文献１は、“Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｏｍｅ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｂｙ  ａ  ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  ｓｉｌｉｃａｔｅ”に関する。ＦＳＭ−１６を用いたベンゼンやトルエン、フェノール、安息香酸の吸着実験が開示されている。
【０００５】
非特許文献２は、“Ｒｅｍｏｖａｌ  ｏｆ  ｓｏｍｅ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ  ｆｒｏｍ  ｗａｔｅｒ  ｂｙ  ｐｙｒｏｐｈｙｌｌｉｔｅ”に関する。パイロフィライトの芳香族炭化水素の吸着除去剤としての利用を研究した論文である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｈｅａｌｔｈ．ＰａｒｔＡ−Ｔｏｘｉｃ／Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＆  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａ３９，１０，２６１５−２６２５（２００４）．
【非特許文献２】Ｃｌａｙ  ｓｃｉｅｎｃｅ．（２０１３）１７，４９−５６．
【非特許文献３】Ｋ．Ｍｉｙａｚａｗａ，Ｙ．Ｏｂａｙａｓｈｉ  ａｎｄ  Ｍ．Ｋｕｗａｂａｒａ、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，１７，８３−８８（２００２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去可能な吸着除去フィルター及び吸着除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記事情を鑑みて、まず、フラーレンがπ表面からなる活性面を有するため、前記活性面で様々な有機物を吸着可能であると考察し、吸着除去剤の可能性を検討した。しかし、ベンゼンの吸着除去は可能であるが、アニリンや安息香酸のような電荷を有する有機物の吸着除去はできなかった。
本発明者は、更に試行錯誤を続け、フラーレンは球状なので、π活性面が小さく、電荷を有する置換基を安定に保持することができないのではないかと考え、フラーレンより合成され、一般に、直径が数ｎｍで長さ数百μｍの柱状の物質であるフラーレンナノウィスカーを用いれば、π活性面が長く、かつ、広いので、電荷を有する置換基を安定に保持でき、電荷を有する置換基を有する芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素でも吸着可能であるのではないかと考察するに至った。
そこで、フラーレンナノウィスカーを吸着除去剤として疎水性の有害有機物の吸着除去の実験を行い、フラーレンナノウィスカーがベンゼン、アニリン及び安息香酸を非常に良く吸着し、有害有機物を容易に除去できることを見出して、本発明を完成した。
本発明は、以下の構成を有する。
【０００９】
（１）  支持フィルターと、前記支持フィルターの一面に形成された吸着除去膜と、を有し、前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が１００ｎｍ以上であることを特徴とする吸着除去フィルター。
（２）  前記フラーレンナノウィスカーが、長さ４．２３μｍ以上１０．３９μｍ以下であり、径０．３６３μｍ以上０．６６９μｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の吸着除去フィルター。
【００１０】
（３）  芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着する、（１）または（２）のいずれかに記載の吸着除去フィルター。
（４）  芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を、（１）〜（３）のいずれかに記載の吸着除去フィルターに通過させる工程を有することを特徴とする吸着除去方法。
【００１１】
（５）  芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液にフラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±１０℃の温度範囲内で、２時間以上攪拌する工程とを有することを特徴とする吸着除去方法。
（６）  前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有することを特徴とする（５）に記載の吸着除去方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸着除去フィルターは、支持フィルターと、前記支持フィルターの一面に形成された吸着除去膜と、を有し、前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が１００ｎｍ以上である構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。また、本発明の吸着除去フィルターは、濾過プラントにおいて容易に取り付けることができ、有用である。 
【００１３】
本発明の吸着除去方法は、先に記載の吸着除去フィルターを用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
【００１４】
本発明の吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±１０℃の温度範囲内で、２時間以上攪拌する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である吸着除去フィルターの一例を示す模式図であって、平面図（ａ）及び（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図（ｂ）である。
【図２】図１（ｂ）のＢ部拡大図である。
【図３】フラーレンナノウィスカーの一例を示す斜視図である。
【図４】フラーレンナノウィスカーの一例を示す側面図である。
【図５】フラーレンナノウィスカーの吸着機構の一例を示す説明図である。
【図６】フラーレンの吸着機構の一例を示す説明図である。
【図７】水溶液の調整から吸着量の算出までの工程を示す説明図である。
【図８】実施例１−１〜実施例１−１６及び比較例１−１〜比較例１−１４に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
【図９】実施例２−１〜実施例２−１１及び比較例２−１〜比較例２−１１に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
【図１０】実施例３−１〜実施例３−９及び比較例３−１〜比較例３−１１に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
【図１１】比較例４−１〜比較例５−３４に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
【図１２】比較例６−１〜比較例８−１３に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
【図１３】吸着除去フィルターの作製工程を示す説明図である。
【図１４】作製した吸着除去フィルターのフラーレンナノウィスカー膜表面の一部のＳＥＭ像である。
【図１５】吸着除去フィルターの吸着試験を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（本発明の実施形態）
（吸着除去フィルター）
まず、本発明の実施形態である吸着除去フィルターについて説明する。
図１は、本発明の実施形態である吸着除去フィルターの一例を示す模式図であって、平面図（ａ）及び（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図（ｂ）である。
図１（ａ）に示すように、本発明の実施形態である吸着除去フィルター１は、平面視略円形状とされている。しかし、これに限られるものではない。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、吸着除去フィルター１は、支持フィルター２１と、吸着除去膜１１と、を有している。  支持フィルター２１には、２以上の孔２１ｃが設けられている。孔２１ｃは、一面側からから他面側に連通している。支持フィルター２１としては、市販の濾過フィルターを用いることができる。
【００１８】
＜吸着除去膜＞
吸着除去膜１１は、支持フィルター２１の一面に形成されている。
吸着除去膜１１の膜厚ｔは１００ｎｍ以上とされている。１００ｎｍ未満では、十分吸着除去できない。
【００１９】
図２は、図１（ｂ）のＢ部拡大図である。
吸着除去膜１１は、フラーレンナノウィスカー３１が凝集されてなる。
フラーレンナノウィスカー３１の隙間３１ｃを介して、一面側から他面側に水を通過させることができる。
【００２０】
＜フラーレンナノウィスカー＞
図３は、フラーレンナノウィスカーの一例を示す斜視図である。
また、図４は、フラーレンナノウィスカーの一例を示す側面図である。
フラーレンナノウィスカー３１は、六方晶形状の繊維状の物質である。フラーレン３２が凝集されて合成された柱状の物質である。最初は、チタン酸ジルコン酸鉛のコロイド内にフラーレンを入れて製造された。フラーレンナノウィスカーは、Ｃ６０の分子結晶の二倍以上のヤング率を持ち、曲げて変形できる。
【００２１】
フラーレンナノウィスカー３１は、長さｌが４．２３μｍ以上１０．３９μｍ以下が好ましい。また、径ｄは、０．３６３μｍ上０．６６９μｍ以下であることが好ましい。これらにより、効率よく、吸着除去できる。
【００２２】
＜フラーレンナノウィスカーの合成方法＞
フラーレンナノウィスカー３１は液・液界面折出法で合成する。
まず、Ｃ６０飽和トルエン溶液にイソプロピルアルコールを加える。
次に、２１℃以下で所定時間、保存する。これにより、底に綿状成長物が形成される。この形成時に光を遮断すると綿状成長物（Ｃ６０ナノウィスカー）が成長しないこと、Ｃ６０ナノウィスカーの成長速度は光の波長に依存することに留意する。
【００２３】
＜フラーレン＞
フラーレン３２は、炭素原子が閉じ、分子内には大きな隙間があるカゴ状の分子である。フラーレンにはサッカーボール状のＣ６０（カーボン６０）とラグビーボール状のＣ７０（カーボン７０）などがある。フラーレン分子は炭素の二重結合と一重結合とでできている。Ｃ６０は、表面に活性面を有し、高体積弾性率、低摩擦係数、超伝導発現、高い電子受容性、水素化物の形成、光・電子線照射、高温・高圧作用によるポリマー化、様々な誘導体形成、抗菌作用（活性酸素発生）などの特性を示す。
【００２４】
＜芳香族炭化水素＞
吸着除去したい芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼンのような、電荷のない芳香族炭化水素だけでなく、アニリンのような、ベンゼン環にアミノ基が１つ結合し、水中で＋電荷を有する置換基を備える芳香族炭化水素や、安息香酸のような、ベンゼン環にカルボキシル基が１つ結合し、水中で−電荷を有する置換基を備える芳香族炭化水素を挙げることができる。
また、ベンゼン環が多数反応した高分子である多環式芳香族炭化水素であってもよい。
【００２５】
＜吸着機構＞
図５は、フラーレンナノウィスカーの吸着機構の一例を示す説明図である。
フラーレンナノウィスカーにベンゼンが近づくと、π活性面同士が連結し、吸着される。
水中で＋電荷を帯びたアニリンや、−電荷を帯びた安息香酸が近づいた場合も、複数のフラーレンが連結し、π活性面を長く、かつ、広く形成するので、安定して吸着保持できる。
【００２６】
図６は、フラーレンの吸着機構の一例を示す説明図である。
フラーレンにベンゼンが近づくと、π活性面同士が連結し、吸着される。
一方、水中で＋電荷を帯びたアニリンや、−電荷を帯びた安息香酸が近づいた場合は、電荷を帯びた置換基が結合を不安定化し、安定して吸着保持できない。
【００２７】
＜芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法１＞
本発明の実施形態である芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法は、吸着除去フィルター１を用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する。吸着除去フィルター１内のフラーレンナノウィスカー３１の隙間を水が通過するときに、フラーレンナノウィスカー３１の表面に芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が吸着する。これにより、フィルターを通過させた水に溶解された芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の量を少なくすることができる。
【００２９】
＜芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法２＞
本発明の実施形態である芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±１０℃の温度範囲内で、２時間以上攪拌する工程と、を有する。攪拌時、フラーレンナノウィスカー３１の表面に芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が吸着する。これにより、フィルターを通過させた水に溶解された芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の量を少なくすることができる。
【００３０】
前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有することが好ましい。これにより、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素をより容易に、かつ、より多く除去できる。
【００３１】
本発明の実施形態である吸着除去フィルター１は、支持フィルター２１と、支持フィルター２１の一面に形成された吸着除去膜１１と、を有し、吸着除去膜１１がフラーレンナノウィスカー３１からなり、膜厚ｔが１００ｎｍ以上である構成なので、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 
【００３２】
本発明の実施形態である吸着除去フィルター１は、フラーレンナノウィスカー３１が、長さ４．２３μｍ以上１０．３９μｍ以下であり、径０．３６３μｍ以上０．６６９μｍ以下である構成なので、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 
【００３３】
本発明の実施形態である吸着除去方法は、吸着除去フィルター１を用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
【００３５】
本発明の実施形態である吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±１０℃の温度範囲内で、２時間以上攪拌する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
【００３６】
本発明の実施形態である吸着除去方法は、前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
【００３７】
本発明の実施形態である吸着除去フィルター及び吸着除去方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３８】
（実施例１−１）
＜水溶液（ベンゼン水溶液）の調整＞
まず、ベンゼン（ｂｅｎｚｅｎｅ：Ｂｚ）１００ｍｌと脱イオン水（超純水）１００ｍｌを三角フラスコに注ぎ、密封した。
次に、１２時間攪拌した。
次に、一晩静置した。
ベンゼンと分離して得られた、ベンゼンを溶解した水溶液を第１の水溶液とした。
【００３９】
次に、超純水を用いて、前記第１の水溶液を希釈して、第２の水溶液（初期溶液）を調製した。平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした。
【００４０】
＜水溶液における被吸着物質の吸着前の濃度測定＞
第２の水溶液（初期溶液）における被吸着物質の吸着前の濃度を、全有機炭素計（ｔｏｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃａｒｂｏｎ  ａｎａｌｙｚｅｒ）で測定した。全有機炭素計は、水溶液中の有機物の濃度を測定する装置である。
【００４１】
＜吸着実験＞
まず、非特許文献３に記載の方法で、フラーレンナノウィスカー（Ｃ６０  ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ  ｎａｎｏｗｈｉｓｋｅｒ：ＦＮＷ）を合成した。
次に、顕微鏡観察を行い、フラーレンナノウィスカーの直径や長さを調べた。
次に、ほぼ同じ長さと直径のフラーレンナノウィスカーを採取した。
次に、第２の被水溶液（初期溶液）６ｃｍ３を試料ビン（密封容器：ストッパー付きガラスボトル）内に注入し、ＦＮＷを２０ｍｇ添加した。
次に、所定時間（２時間又は３時間）、攪拌した。
次に、０．２μｍフィルター（ディスポーザブル・フィルター）で濾過した。
【００４２】
＜水溶液における被吸着物質の吸着後の濃度測定＞
第２の水溶液（初期溶液）における被吸着物質の吸着後の濃度を、全有機炭素計で測定した。
式（１）に従い、ベンゼンの吸着量Ａを算出した。ここで、Ｖは容積であり、Ｃ０は吸着前の溶液の濃度であり、Ｃは吸着後の溶液の濃度であり、Ｗは吸着剤の重さである。
平衡濃度は、吸着処理が平衡に達したときの溶液の濃度であり、吸着等温線は、一定の温度下で平衡濃度の変化による吸着量を示したグラフである。
【００４３】
【数１】
0006422156.tif 000002
【００４４】
図７は、水溶液の調整から吸着量の算出までの工程を示す説明図である。
【００４５】
（実施例１−２〜実施例１−１６）
平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜９ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例１−１と同様にして、それぞれベンゼンの吸着実験を行った。
【００４６】
（比較例１−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のフラーレン（Ｃ６０：Ｆｌ）を用い、平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例１−１と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
【００４７】
（比較例１−２〜比較例１−１４）
平衡濃度を１．１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜９．１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例１−１と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
【００４８】
図８は、実施例１−１〜実施例１−１６及び比較例１−１〜比較例１−１４に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
図８の黒丸が、（式１）により求めた吸着量に基づく、フラーレンナノウィスカーによるベンゼンの吸着除去についての吸着等温線である。フラーレンナノウィスカーは非常に多くのベンゼンを吸着した。
また、図８の白四角は、フラーレンを用いたベンゼンの吸着除去の吸着等温線である。フラーレンナノウィスカーとほぼ同じ程度の吸着量を示した。
つまり、Ｆ１とＦＮＷでＢｚ吸着特性に違いは見られなかった。これは、フラーレンとフラーレンナノウィスカーの比表面積がほぼ同じ値であるためと考えられる。
【００４９】
＜水溶液（アニリン水溶液）の調整＞
まず、超純水を用いて、１０ｍｍｏｌ・ｄｍ−３のアニリン（ａｎｉｌｉｎｅ：Ａｎ）溶液を調製した。
【００５０】
アニリンはベンゼン環にアミノ基がついたもので、芳香族炭化水素としては、親水的である。酸性側ではアニリンは正電荷を持つが、ｐＨが７の中性付近では僅かに正電荷を帯びるだけであり、電荷を持たない。
【００５１】
次に、前記第１の水溶液を希釈したものに、アニリン溶液を加入して第３の水溶液（初期溶液）を調製した。平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした。
【００５２】
＜吸着実験＞
まず、非特許文献３に記載の方法で、ＦＮＷを合成した。
次に、第３の水溶液（初期溶液）を試料ビン（密封容器）内に注入し、ＦＮＷを２０ｍｇ添加した。
次に、所定時間、攪拌した。
次に、０．２μｍフィルターで濾過した。
【００５３】
濾過の前後の水溶液について全有機炭素計で濃度を測定した。
これにより、アニリンの吸着量を算出した。
【００５４】
（実施例２−２〜実施例２−１１）
平衡濃度を１．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例２−１と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
【００５５】
（比較例２−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のフラーレン（Ｃ６０：Ｆｌ）を用い、平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例１−１と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
【００５６】
（比較例２−２〜比較例２−１１）
平衡濃度を２．３ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１２ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例２−１と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
【００５７】
図９は、実施例２−１〜実施例２−１１及び比較例２−１〜比較例２−１１に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
Ｆ１とＦＮＷでＡｎ吸着特性に違いは見られた。
ＦＮＷは、Ａｎをよく吸着したが、Ｆ１はほとんど吸着しなかった。  
【００５８】
（実施例３−１）
＜被水溶液（安息香酸水溶液）の調整＞
まず、超純水を用いて、１０ｍｍｏｌ・ｄｍ−３の安息香酸溶液を調製した。
【００５９】
安息香酸はベンゼン環にカルボキシル基を持つもので、芳香族炭化水素としては親水的である。安息香酸は酸性側では負電荷を持ち、アルカリ側では電気的に中性である。アニリンと電気的には逆の性質を持つ芳香族炭化水素である。
【００６０】
次に、前記第１の水溶液を希釈したものに、安息香酸溶液を加入して第４の被水溶液（初期溶液）を調製した。平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした。
【００６１】
＜吸着実験＞
まず、非特許文献３に記載の方法で、ＦＮＷを合成した。
次に、第４の水溶液（初期溶液）を試料ビン（密封容器）内に注入し、ＦＮＷを２０ｍｇ添加した。
次に、所定時間、攪拌した。
次に、０．２μｍフィルターで濾過した。
【００６２】
濾過の前後の水溶液について全有機炭素計で濃度を測定した。
これにより、安息香酸の吸着量を算出した。
【００６３】
（実施例３−２〜実施例３−９）
平衡濃度を２ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜９ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例３−１と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
【００６４】
（比較例３−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のフラーレン（Ｃ６０：Ｆｌ）を用い、平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例３−１と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
【００６５】
（比較例３−２〜比較例３−１１）
平衡濃度を２ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜９．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例３−１と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
【００６６】
図１０は、実施例３−１〜実施例３−９及び比較例３−１〜比較例３−１１に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
Ｆ１とＦＮＷで安息香酸の吸着特性に違いは見られた。  
ＦＮＷは、安息香酸をよく吸着したが、Ｆ１はほとんど吸着しなかった。  
【００６７】
（比較例４−１）
ＦＮＷの代わりに、メソポア材（ＦＳＭ−１６）を用い、平衡濃度を０．１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例１−１の同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
ＦＳＭ−１６は、珪酸塩多孔体に一種でカネマイトという粘土鉱物（層状ケイ酸塩）と界面活性剤から合成される材料であり、直径数ｎｍのメソ孔がある。カネマイトに界面活性剤をインターカレーションしたのちに、５５０℃で焼成して、直径４ｎｍのメソポア孔を形成して合成したものである。
【００６８】
（比較例４−２〜比較例４−１４）
平衡濃度を０．２ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例４−１と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
【００６９】
（比較例５−１）
ＦＮＷの代わりに、メソポア材（ＦＳＭ−１６）を用い、平衡濃度を０．１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例３−１と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
【００７０】
（比較例５−２〜比較例５−３４）
平衡濃度を０．２ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例５−１と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
【００７１】
図１１は、比較例４−１〜比較例５−３４に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
図１１の白丸は、比表面積の大きいＦＳＭ−１６を用いたベンゼンの吸着例である。Ｆ１とＦＮＷに対して、メソポワ剤ＦＳＭ−１６のＢｚ吸着特性は非常に低かった。  
メソポワ剤ＦＳＭ−１６の安息香酸の吸着特性も非常に低かった。  
【００７２】
（比較例６−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のパイロフィライトを用い、平衡濃度を３ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例１２−１と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
パイロフィライトは、粘土鉱物の一種である。
【００７３】
（比較例６−２〜比較例６−１２）
平衡濃度を３．３ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１４．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例６−１と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
【００７４】
（比較例７−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のモンモリロナイトを用い、平衡濃度を１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例２−１と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
モンモリロナイトは、粘土鉱物の一種である。
【００７５】
（比較例７−２〜比較例７−２６）
平衡濃度を１．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１７ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例７−１と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
【００７６】
（比較例８−１）
ＦＮＷの代わりに、市販のパイロフィライトを用い、平衡濃度を１．３ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は実施例３−１と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
【００７７】
（比較例８−２〜比較例８−１３）
平衡濃度を１．５ｍｍｏｌ・ｄｍ−３〜１１ｍｍｏｌ・ｄｍ−３とした他は比較例８−１と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
【００７８】
図１２は、比較例６−１〜比較例８−１３に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ（吸着等温線：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ）である。
ＦＮＷに対して、パイオフィライトのＡｎ吸着特性は非常に低く、Ｆ１よりも低かった。
ＦＮＷに対して、モンモリライトのＡｎ吸着特性はＦ１と同程度に低かった。  
パイロフィライトの安息香酸の吸着特性も非常に低かった。  
【００７９】
図８〜１２の評価結果は次のとおりである。
フラーレンナノウィスカーに関して：  
ベンゼン：傾き、０．０５８８  Ｒ２＝０．６９８６７
アニリン：傾き、０．０２１７  Ｒ２＝０．３７８６８
安息香酸：傾き、０．０１８４  Ｒ２＝０．８２１８３
フラーレンン関して：  
ベンゼン：傾き、０．０５７８  Ｒ２＝０．８９４５９  
アニリン：傾き、０．００４７  Ｒ２＝０．２３４２９  
安息香酸：傾き、０．００６４  Ｒ２＝０．４２９４２
ＦＳＭ−１６に関して：
ベンゼン：傾き、０．０１５９  Ｒ２＝論文に記載なし  
安息香酸：傾き、０．００９１８  Ｒ２＝論文に記載なし  
モンモリロナイトに関して：  
アニリン：傾き、０．００６９  Ｒ２＝０．７０２３８
パイロフィライトに関して：
アニリン：傾き、０．００２０  Ｒ２＝０．５３２３０７
安息香酸：傾き、０．００１９  Ｒ２＝０．３６５２４
【００８０】
（実施例４）
（吸着除去フィルターの作製）
図１３は、吸着除去フィルターの作製工程を示す説明図である。
まず、膜厚０．１ｍｍ、孔径０．６５μｍの支持フィルターを用意した。  
次に、吸引ろ過装置にセットした注入容器に支持フィルターをセットした。  
次に、注入容器にフラーレンナノウィスカー（０．０２２２ｇ）を均一に分散した水溶液を注入した。  
【００８１】
次に、吸引ろ過装置を起動し、脱気して、前記水溶液をろ過した。これにより、支持フィルター上にフラーレンナノウィスカーの膜を形成した。  
【００８２】
次に、フラーレンナノウィスカー膜の上に支持フィルターを載せた。  
次に、超純水を注入してから、吸引ろ過装置を起動し、脱気して、前記超純水をろ過した。これにより、フラーレンナノウィスカー膜を均一の厚さ約０．０２ｍｍにした。  
次に、フラーレンナノウィスカー膜を十分乾燥した。  
以上により、吸着除去フィルターを作製した。
【００８３】
図１４は、作製した吸着除去フィルターのフラーレンナノウィスカー膜表面の一部のＳＥＭ像である。
【００８４】
（吸着除去フィルターの吸着試験：濾過性能評価）
図１５は、吸着除去フィルターの吸着試験を示す説明図である。
ベンゼン水溶液を吸引ろ過した。  
ろ過後の水溶液濃度と、ろ過前の水溶液の濃度を比較した。  
９．８５４ｍｍｏｌ・ｄｍ−３のベンゼン水溶液をこのフィルターに通した水溶液の濃度は４．９３４ｍｍｏｌ・ｄｍ−３であった。これにより、ベンゼンの吸着量は２．２１６ｍｍｏｌ／ｇであった。  
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の吸着除去フィルター及び吸着除去方法は、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去可能な吸着除去フィルター及び吸着除去方法を提供することができ、吸着除去フィルター産業、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の除去産業等において利用可能性がある。
【符号の説明】
【００８６】
１…吸着除去フィルター、１１…フラーレンナノウィスカー膜、２１…支持フィルター、２１ｃ…孔、３１…フラーレンナノウィスカー、３１ｃ…隙間、３２…フラーレン。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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