(57)【要約】【課題】  産業廃棄物の有効利用を図ると共に、アンモニア等の極性気体を吸着する炭素材料及びその製造方法を提供する。【解決手段】  炭素を３０質量％以上含む植物基材原料１１を密閉容器１２に入れ、非酸素雰囲気下で２００〜７００℃まで加熱し、その温度で密閉容器１２内に酸素濃度が０を超え２０容量％未満となるように酸素若しくは酸素含有ガスを供給して、熱焼成して炭化した後、密閉容器１２内への酸素の供給を停止すると共に、加熱を停止して密閉容器１２内を冷却して、炭素を１０質量％以上含有し、かつ、酸素を３０質量％以上含有し、しかも、前記酸素の質量が前記炭素よりも多い炭素材料を製造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を酸素存在下で熱焼成して得られる炭素材料であって、
前記炭素材料は、炭素を１０質量％以上、かつ、酸素を３０質量％以上含有していることを特徴とする炭素材料。
【請求項２】
請求項１記載の炭素材料において、前記炭素材料は、前記酸素の質量が前記炭素よりも多いことを特徴とする炭素材料。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有することを特徴とする炭素材料。
【請求項４】
請求項３記載の炭素材料において、前記植物基材原料は前記積層紙を有し、前記積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方であることを特徴とする炭素材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、及びアミノ基を有する化合物のいずれか１又は２以上を吸着可能な官能基を備えることを特徴とする炭素材料。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、セルロースを６０質量％以上含むことを特徴とする炭素材料。
【請求項７】
炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を密閉容器に入れ、非酸素雰囲気下で２００〜７００℃まで加熱する第１工程と、
前記密閉容器内を第１工程で加熱された温度に保持し、その温度で前記密閉容器内に酸素濃度が０を超え２０容量％未満となるように、酸素若しくは酸素含有ガスを供給して、前記原料を熱焼成して炭化する第２工程と、
前記密閉容器内への酸素の供給を停止すると共に、加熱を停止して前記密閉容器内を冷却する第３工程とを有し、
炭素を１０質量％以上、かつ、酸素を３０質量％以上含有し、しかも、前記酸素の質量が前記炭素よりも多い炭素材料を製造することを特徴とする炭素材料の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の炭素材料の製造方法において、前記植物基材原料は、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有し、かつ、セルロースを６０質量％以上含むことを特徴とする炭素材料の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の炭素材料の製造方法において、前記植物基材原料は前記積層紙を有し、前記積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方であることを特徴とする炭素材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の炭素材料の製造方法において、前記第２工程における熱焼成は、前記密閉容器内を１×１０5 Ｐａを超え、５×１０5 Ｐａ以下に加圧して行うことを特徴とする炭素材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極性気体を吸着する炭素材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、消臭を目的とした炭素材料として活性炭が使用されている。活性炭は、著しく多い細孔を有し、単位体積当たりの表面積が非常に大きく、気体、液体、又は溶解している物質の分子をその細孔の表面に吸着することができる。活性炭は、原料を焼成、炭化賦活、精製して製造される。
また、産業廃棄物である紙管等の紙材を炭化した炭素材料も知られている（例えば、特許文献１参照）。更に、植物系原料を０．５〜５％の酸素を含むガスと接触させ、４００℃以上で焼成することにより炭化工程と賦活工程を同時に行い炭素材料を製造する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３５４３３号公報
【特許文献２】特開平９−２４１０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の炭素材料及びその製造方法は未だ解決すべき以下のような問題があった。
活性炭は、極性物質よりも無極性物質をよく吸着し、アンモニア等の極性物質の吸着能は無極性物質より劣る。また、特許文献１に記載の発明では、高温、例えば、７００℃、１１００℃で焼成しているので、エネルギーコストがかかる。更に、高温の焼成では、製造した炭素材料の表面にはアルカリ基が多くなり、硫化水素、低級脂肪酸類等の酸性物質を吸着し易くなるので、アンモニア、ホルムアルデヒド等のアルカリ性物質は吸着し難い。
【０００５】
特許文献２に記載の発明では、一度酸素を含む官能基が工程の一部で形成されるが、高温（４００℃以上、好ましくは６００〜１０００℃）で行われる処理の最終焼成物（活性炭）には酸素含有量が少なく、アンモニア等の極性物質の吸着能が期待できない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、産業廃棄物の有効利用を図ると共に、例えば、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、アミノ基を有する化合物等の極性気体を吸着する炭素材料及びそ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】
前記目的に沿う請求項１記載の炭素材料は、炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を酸素存在下で熱焼成して得られる炭素材料であって、
前記炭素材料は、炭素を１０質量％以上、好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上、かつ、酸素を３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上含有している。
【０００７】
請求項１記載の炭素材料において、炭素を３０質量％以上含む植物基材原料としては、例えば、樹木の枝や幹、おがくず、椰子やクルミ等の果実殻、パルプ廃液、バガス、廃糖蜜、海藻等がある。また、炭素材料は、酸素原子の含有量が通常の活性炭より多くなっており、炭素材料に取り込まれた酸素原子によって、アンモニア、ホルムアルデヒド等の極性気体を吸着することができる。なお、酸素原子は、カルボニル基、フェノール基等の酸性を示す官能基として取り込まれていると考えられるが、無論これに限るものではない。
【０００８】
請求項２記載の炭素材料は、請求項１記載の炭素材料において、前記炭素材料は、前記酸素の質量が前記炭素よりも多い。
【０００９】
請求項３記載の炭素材料は、請求項１及び２記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有する。
請求項３記載の炭素材料において、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙は、木質材料よりも繊維が絡み合っているので、木質材料を炭化したもの（例えば、木炭）よりも吸着性の高い炭素材料となる。また、生木よりも水分が少ないので、炭化の処理時間が少なくてすむ。
【００１０】
請求項４記載の炭素材料は、請求項３記載の炭素材料において、前記植物基材原料は前記積層紙を有し、前記積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方である。
請求項４記載の炭素材料において、ダンボール紙及び紙管は再利用し難く、これらを製紙原料に使用する場合には、積層した紙に圧力をかけて圧縮して成形するので、粉砕、溶解、洗浄の過程で相当のエネルギーを要する。しかしながら、これらを炭化する場合には、炭化時に必要な熱量をダンボール紙及び紙管から得ることができる。
【００１１】
請求項５記載の炭素材料は、請求項１〜４記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、及びアミノ基を有する化合物のいずれか１又は２以上を吸着可能な官能基を備える。
請求項５記載の炭素材料において、アミノ基を有する化合物とは、1 級、２級、３級アミンを有する有機化合物であり、液体であっても気体であっても良い。また、塩基性ガス（極性ガス）とは、室温での分極率が１５×１０25／ｃｍ3 以上の材料であって、例えば、アンモニアの他にシアン、塩素、硫化水素等を含む。
【００１２】
また、アミノ基を有する化合物、アンモニアガス、その他の塩基性ガスを吸着可能な官能基としては、カルボン酸基  、スルホン酸基等があり、それらを有する化合物としては、酢酸、硫酸等がある。
【００１３】
炭素材料にこれらの化合物を取り込むためには、熱焼成時に酸素と共に化合物を密閉容器内に供給する方法、また酸素の取り込まれた炭素材料と化合物を反応させる方法、一酸化炭素と反応させる方法等がある。
【００１４】
請求項６記載の炭素材料は、請求項１〜５記載の炭素材料において、前記植物基材原料は、セルロースを６０質量％以上含む。
請求項６記載の炭素材料において、植物基材原料がセルロースを６０質量％未満含む場合は、炭化し難く、細孔を形成し難くなる。
【００１５】
前記目的に沿う請求項７記載の炭素材料の製造方法は、炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を密閉容器に入れ、非酸素雰囲気下で２００〜７００℃、好ましくは２３０〜５００℃、更に好ましくは２５０〜３８０℃まで加熱する第１工程と、
前記密閉容器内を第１工程で加熱された温度に保持し、その温度で前記密閉容器内に酸素濃度が０を超え２０容量％未満、好ましくは２〜１５容量％、更に好ましくは５容量％を超え１０容量％以下となるように、酸素若しくは酸素含有ガスを供給して、前記原料を熱焼成して炭化する第２工程と、
前記密閉容器内への酸素の供給を停止すると共に、加熱を停止して前記密閉容器内を冷却する第３工程とを有し、
炭素を１０質量％以上、好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上含有し、かつ、酸素を３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上含有し、しかも、前記酸素の質量が前記炭素よりも多い炭素材料を製造する。
【００１６】
請求項７記載の炭素材料の製造方法において、密閉容器は、その内部に酸素若しくは酸素含有ガスを供給可能で、少なくとも内部を７００℃まで加熱できるものであればよく、通常の電気式の炭化炉（焼成炉）が好適に使用される。また、外熱式の固定床又は流動床焼成炉、ロータリーキルン、多段撹拌式移動床炉、撹拌流動層方式や反復揺動方式等の連続焼成炉等も使用できる。これらの焼成炉は、焼成原料、焼成条件、目的とする活性炭の品質等を考慮して適宜選択して使えば良い。また、酸素含有ガスとして、オゾンを用いてもよい。
【００１７】
ここで、第１工程における加熱温度、すなわち、第２工程における熱焼成の温度が、２００℃未満では熱焼成が起こり難く、７００℃を超えると炭素材料へ取り込まれた酸素が脱離され易くなり、炭素材料の酸素含有量が低下する。また、第２工程において、密閉容器内の酸素濃度が２０容量％以上となると、植物基材原料が燃えてしまい、炭素材料の回収率が減少する。
【００１８】
請求項８記載の炭素材料の製造方法は、請求項７記載の炭素材料の製造方法において、前記植物基材原料は、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有し、かつ、セルロースを６０質量％以上含む。
【００１９】
請求項９記載の炭素材料の製造方法は、請求項８記載の炭素材料の製造方法において、前記植物基材原料は前記積層紙を有し、前記積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方である。
【００２０】
請求項１０記載の炭素材料の製造方法は、請求項７〜９記載の炭素材料の製造方法において、前記第２工程における熱焼成は、前記密閉容器内を１×１０5 Ｐａを超え、５×１０5 Ｐａ以下に加圧して行う。
請求項９記載の炭素材料の製造方法において、密閉容器内の圧力が１×１０5 Ｐａ以下であると、酸素の取り込み量が増加せず、５×１０5 Ｐａを超えると密閉容器の耐圧性を高くしなければならない。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１〜６記載の炭素材料は、炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を酸素存在下で熱焼成して得られる炭素材料であって、炭素材料は、炭素を１０質量％以上、かつ、酸素を３０質量％以上含有しているので、炭素材料中に取り込まれる酸素によって、極性気体を吸着することができる。
【００２２】
特に、請求項２記載の炭素材料は、炭素材料は、酸素の質量が炭素よりも多いので、更に多くの極性気体を吸着することができる。
請求項３記載の炭素材料は、植物基材原料が、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有するので、産業廃棄物の有効利用が図れる。
請求項４記載の炭素材料は、植物基材原料が積層紙を有し、積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方であるので、特に再生し難いダンボール紙及び紙管の有効利用が図れる。
【００２３】
請求項５記載の炭素材料は、植物基材原料が、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、及びアミノ基を有する化合物のいずれか１又は２以上を吸着可能な官能基を備えるので、アミノ基を有する化合物、アンモニアガス及び塩基性ガスを吸着することができる。
請求項６記載の炭素材料は、植物基材原料は、セルロースを６０質量％以上含むので、炭化し易く、細孔を形成し易い。
【００２４】
請求項７〜１０記載の炭素材料の製造方法は、炭素を３０質量％以上含む植物基材原料を密閉容器に入れ、非酸素雰囲気下で２００〜７００℃まで加熱する第１工程と、密閉容器内を第１工程で加熱された温度に保持し、その温度で密閉容器内に酸素濃度が０を超え２０容量％未満となるように、酸素若しくは酸素含有ガスを供給して、原料を熱焼成して炭化する第２工程と、密閉容器内への酸素の供給を停止すると共に、加熱を停止して密閉容器内を冷却する第３工程とを有し、炭素を１０質量％以上含有し、かつ、酸素を３０質量％以上含有し、しかも、酸素の質量が炭素よりも多い炭素材料を製造するので、炭素材料中に酸素を取り込むことができ、この取り込まれた酸素によって極性気体を吸着することができる。
【００２５】
特に、請求項８記載の炭素材料の製造方法は、植物基材原料が、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙のいずれか１又は２以上を有し、かつ、セルロースを６０質量％以上含むので、産業廃棄物の有効利用が図れる。
請求項９記載の炭素材料の製造方法は、植物基材原料が積層紙を有し、積層紙はダンボール紙及び紙管のいずれか一方又は双方であるので、特に再生し難いダンボール紙及び紙管の有効利用が図れる。
請求項１０記載の炭素材料の製造方法は、第２工程における熱焼成は、密閉容器内を１×１０5 Ｐａを超え、５×１０5 Ｐａ以下に加圧して行うので、植物基材原料が強燃焼せず、徐々に酸素が取り込まれて品質が均一となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る炭素材料の製造方法を適用した炭素材料の製造装置の説明図、図２は同炭素材料の製造装置内の温度変化を示すグラフである。
【００２７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る炭素材料の製造方法を適用した炭素材料の製造装置１０は、密閉容器の一例である電気炉１２を有している。電気炉１２内には、炭素を３０％以上、セルロースを６０質量％以上含む植物基材原料、例えば、紙を積層して製造した積層紙であるダンボール紙１１を入れ、ダンボール紙１１を熱焼成して炭化し、炭素材料を製造する。電気炉１２の内部は図示しない温度制御手段によって、電気炉１２内部の温度を２００〜７００℃まで調節でき、更に昇温速度、降温速度、及び加熱時間等も自動調節可能となっている。なお、電気炉１２内の圧力は、ほぼ１×１０5 Ｐａ（大気圧）となっている。
【００２８】
また、炭素材料の製造装置１０は、電気炉１２内に酸素若しくは酸素含有ガスを供給する酸素供給手段１３を有している。酸素供給手段１３は、酸素ボンベ１４及び窒素ボンベ１５を有し、酸素と窒素を任意の割合で混合した酸素含有ガス（酸素及び窒素のみでもよい）を電気炉１２内にガス供給管１６を介して供給可能となっている。ガス供給管１６には、バルブ１６ａが設けられている。バルブ１６ａの調整によって、電気炉１２内の酸素濃度が、０を超え２０容量％未満となるように調節可能となっている。また、電気炉１２には、電気炉１２内の気体を電気炉１２外に放出して電気炉１２内の圧力を一定とする圧力調整弁１７が取付けられ、電気炉１２内を１×１０5 Ｐａとしている。
【００２９】
次に、図１及び図２を参照して、炭素材料の製造装置１０を用いた炭素材料の製造方法について説明する。
【００３０】
（第１工程）
電気炉１２内にダンボール紙１１を入れ、図示しない蓋により密閉する。次に、窒素ボンベ１５からガス供給管１６を介して電気炉１２内に窒素を供給し、電気炉１２内に窒素を充填し、電気炉１２内を非酸素雰囲気とする。なお、電気炉１２内に供給される窒素と同量の電気炉１２内の気体を圧力調整弁１７より電気炉１２外に放出し、電気炉１２内を一定の圧力としている。更に、非酸素雰囲気である電気炉１２内を５〜３０℃／分、例えば、２０℃／分の昇温速度で２００〜７００℃、例えば、５００℃まで加熱する。例えば、電気炉１２内の温度が２０℃である場合、５００℃になるまでに２４分かかる。
【００３１】
（第２工程）
次に、電気炉１２内を５００℃に保持し、電気炉１２内に酸素濃度が０を超え２０容量％未満、例えば、１０容量％となるように、酸素ボンベ１４及び窒素ボンベ１５からの酸素及び窒素を混合した酸素含有ガスを供給して、ダンボール紙１１を熱焼成して炭化する。なお、炭化時間は、ダンボール紙１１が十分に炭化する時間であればよく、例えば、２０〜６０分間程度である。なお、本実施の形態では３０分間熱焼成を行った。
【００３２】
（第３工程）
更に、電気炉１２内への酸素の供給を停止すると共に、電気炉１２内の加熱を停止して電気炉１２内を冷却し、炭素を１０質量％以上、好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上含有し、かつ、酸素を３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上含有し、酸素の質量が炭素よりも多い炭素材料を製造する。なお、冷却時間は特に限定されないが、急激に冷却すると結露等が起こるので、徐々に冷却するのが好ましい。なお、本実施の形態では、およそ６０分間かけて、５００℃から２０℃まで冷却した。
【実施例】
【００３３】
（試験例１）
電気炉内にダンボール紙を５０ｇ入れて密閉した。次に、窒素ボンベからガス供給管を介して電気炉内に窒素を供給し、電気炉内に窒素を充填し、電気炉内を非酸素雰囲気下とした後、電気炉内を５〜３０℃／分、例えば、２０℃／分の昇温速度で５００℃まで加熱する。電気炉内を５００℃に保持して、電気炉内の酸素濃度が１０容量％となるように、酸素ボンベ及び窒素ボンベからの酸素及び窒素を混合した酸素含有ガスを電気炉内に２０〜６０分間、例えば、３０分間供給して、ダンボール紙を熱焼成して炭化する。更に、電気炉内への酸素の供給を停止すると共に、電気炉内の加熱を停止して電気炉内を冷却し、炭素材料を製造した。
【００３４】
（比較例１〜３）
電気炉内にダンボール紙を５０ｇ入れて密閉して、窒素ボンベからガス供給管を介して電気炉内に窒素を供給し、電気炉内を非酸素雰囲気下とした後、電気炉内を５〜３０℃／分、例えば、２０℃／分の昇温速度で温度をそれぞれ４００℃（比較例１）、５００℃（比較例２）、７００℃（比較例３）まで加熱する。電気炉内をそれぞれの温度に２０〜６０分間、例えば、３０分間保持して、ダンボール紙を熱焼成して炭化する。更に、電気炉内の加熱を停止して電気炉内を冷却し、炭素材料を製造した。炭化時に酸素を添加しない点が、試験例１と異なっている。
【００３５】
（比較例４）
電気炉内に孟宗竹を５０ｇ入れて密閉して、窒素ボンベからガス供給管を介して電気炉内に窒素を供給し、電気炉内を非酸素雰囲気下とした後、電気炉内を５〜３０℃／分、例えば、２０℃／分の昇温速度で温度を５００℃まで加熱し、２０〜６０分間、例えば、３０分間保持して、孟宗竹を熱焼成して炭化する。更に、電気炉内の加熱を停止して電気炉内を冷却し、炭素材料を製造した。炭化時に酸素を添加しない点が、試験例１と異なっている。
（比較例５）
石津製薬製の活性炭（粉炭）「石津一級」を使用した。
【００３６】
表１に示すように、試験例１及び比較例１〜５の炭素材料の成分を元素分析法によって行った。試験例１の炭素材料は、炭素が２２．７質量％、酸素が７５．６４質量％含有されている。また、比較例１〜５の炭素材料は、炭素がそれぞれ５９．８質量％、５５．４質量％、５９．８質量％、８２．８質量％、７４．２質量％、酸素がそれぞれ３７．２５質量％、４１．０６質量％、３８．７１質量％、１４．１４質量％、２３．６７質量％含有されていた。比較例１〜５の炭素材料は、試験例１の炭素材料と比べて、炭素の含有量が多く、酸素の含有量が少なかった。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
試験例１及び比較例５の炭素材料を使用し、アンモニアの吸着試験を行った。
１０００ｍＬの密閉容器に試験例１及び比較例５の炭素材料をそれぞれ２．２ｇ入れ、更に、それぞれアンモニア水溶液（０．１ｍｇ／ｍＬ）をマイクロシリンジで２０μＬ添加して、初期濃度を１０００ｐｐｍとした。所定時間毎に密閉容器内の気体（空気）のアンモニア濃度を、ガステック社製ガス検知管で測定し、それぞれの炭素材料によるアンモニアの吸着量を測定した。
【００３９】
図３に示すように、密閉容器から採取したアンモニアの濃度は、試験例１の炭素材料では急激に減少し、比較例５の炭素材料ではなだらかに減少している。なお、試験例１の炭素材料は、ほぼ全てのアンモニアを３０分間で吸着している。また、比較例５の炭素材料は、４５分で密閉容器内のアンモニア濃度は、８５ｐｐｍとなり、更に６０分以降は７０ｐｐｍで一定となり、全てのアンモニアは吸着されてない。試験例１の炭素材料では、炭素材料に取り込まれた酸素によって、アンモニアを吸着し易くなっていると考えられる。
【００４０】
次に、試験例１及び比較例４の炭素材料を使用したアンモニアの吸着試験について説明する。
１０００ｍＬの密閉容器に試験例１及び比較例４の炭素材料をそれぞれ２．２ｇ入れ、更に、それぞれアンモニア水溶液（０．７８ｍｇ／ｍＬ）をマイクロシリンジで５μＬ添加して、初期濃度を２５０ｐｐｍとした。所定時間毎に密閉容器内の気体（空気）のアンモニア濃度を、ガステック社製ガス検知管で測定し、それぞれの炭素材料によるアンモニアの吸着量を測定した。１時間後に密閉容器に、同濃度のアンモニア水溶液を５μＬ添加し、同様に密閉容器内の気体中のアンモニアの量を測定した。２時間後には、同濃度のアンモニア水溶液を１０μＬ添加し、同様に密閉容器内の気体中のアンモニアの量を測定した。以降、試験例１の炭素材料のみ一時間毎にアンモニア水溶液を１０μＬ添加し、アンモニアの量を測定した。なお、図中の矢印は、アンモニア水溶液の添加を示している。
【００４１】
図４に示すように、密閉容器から採取したアンモニアの濃度は、試験例１の炭素材料では急激に減少してほぼ全てのアンモニアがなくなっているが、比較例４の炭素材料ではなだらかに減少すると共に、アンモニアが残留している。また、試験例１の炭素材料では、１２時間に渡って、アンモニアを吸着することができた。このように、試験例１の炭素材料では、炭素材料に取り込まれた酸素原子によって、アンモニアを吸着し易くなっていると考えられる。
【００４２】
本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の炭素材料及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００４３】
例えば、前記実施の形態の炭素材料及び炭素材料の製造方法において、植物基材原料として、ダンボール紙を用いたが、木の皮、植物の繊維、及び紙を積層して製造した積層紙、例えば紙管を用いてもよい。更に、熱焼成は、密閉容器内を１×１０5 Ｐａを超え、５×１０5 Ｐａ以下に加圧して行ってもよい。
【００４４】
また、植物基材原料は、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、及びアミノ基を有する化合物、のいずれか１又は２以上を吸着可能な官能基を備え、アンモニアガス、その他の塩基性ガス、及びアミノ基を有する化合物を特異的に吸着させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る炭素材料の製造方法を適用した炭素材料の製造装置の説明図である。
【図２】同炭素材料の製造装置内の温度変化を示すグラフである。
【図３】試験例１及び比較例５のアンモニア吸着能力を示すグラフである。
【図４】試験例１及び比較例４のアンモニア吸着能力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１０：炭素材料の製造装置、１１：ダンボール紙、１２：電気炉、１３：酸素供給手段、１４：酸素ボンベ、１５：窒素ボンベ、１６：ガス供給管、１６ａ：バルブ、１７：圧力調整弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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