特開 2024-155880 活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155880

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/34 20060101AFI20241024BHJP

   B01J 20/20 20060101ALI20241024BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

B01J20/34 C

B01J20/20 B

B01J20/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024068289

(22)【出願日】2024-04-19

(31)【優先権主張番号】P 2023070368

(32)【優先日】2023-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 日本分析化学会第８３回分析化学討論会において発表（令和５年５月２１日） 日本分析化学会第７２年会において発表（令和５年９月１４日）

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、独立行政法人環境再生保全機構 環境研究総合推進費「ペルフルオロアルキル化合物「群」のマルチメディア迅速計測技術と環境修復材料の開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(71)【出願人】

【識別番号】592184876

【氏名又は名称】フタムラ化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100201879

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 大輝

(72)【発明者】

【氏名】羽成 修康

(72)【発明者】

【氏名】中村 圭介

(72)【発明者】

【氏名】島村 紘大

(72)【発明者】

【氏名】浅野 拓也

(72)【発明者】

【氏名】堀 千春

【テーマコード（参考）】

4G066

【Ｆターム（参考）】

4G066AE01B

4G066BA16

4G066BA23

4G066BA25

4G066BA26

4G066BA36

4G066BA38

4G066CA32

4G066CA33

4G066DA07

4G066GA11

4G066GA32

4G066GA33

(57)【要約】

【課題】ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭から、吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物を高効率で脱離可能なペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法を提供する。
【解決手段】ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭に対し、０．１ＭＰａ以上の高圧下で１３０℃以上とされた溶媒が接触されることにより、前記活性炭から前記ペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることを特徴とする。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭に対し、０．１ＭＰａ以上の高圧下で１３０℃以上とされた溶媒が接触されることにより、前記活性炭から前記ペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることを特徴とする活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項2】

前記溶媒が水である請求項１に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項3】

前記溶媒が水と有機溶媒の混合溶媒である請求項１に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項4】

前記溶媒がエタノールである請求項３に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項5】

前記溶媒が有機溶媒である請求項１に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項6】

前記溶媒がエタノールである請求項５に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項7】

前記活性炭が、ＢＥＴ比表面積が１１００～１８００ｍ^２／ｇであり、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法により測定された細孔直径のモード径が０．５０～０．７０ｎｍであり、ポリスチレン標準品を用いて測定した排除限界分子量が１０１３以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項8】

前記排除限界分子量が４５３以下である請求項７に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項9】

前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇである請求項７に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項10】

前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇである請求項８に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項11】

前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである請求項７に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項12】

前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである請求項８に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項13】

前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである請求項９に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項14】

前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである請求項１０に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項15】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項７に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項16】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項８に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項17】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項９に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項18】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項１０に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項19】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項１１に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項20】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項１２に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項21】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項１３に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【請求項22】

前記活性炭が繊維状活性炭である請求項１４に記載の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機フッ素化合物（ＰＦＣｓ）であるペル及びポリフルオロアルキル化合物は、高い熱安定性、高い化学的安定性、高い表面修飾活性を有するフッ素置換された脂肪族化合物類である。ペル及びポリフルオロアルキル化合物は、前記特性を生かし表面処理剤や包装材、液体消火剤等の工業用途及び化学用途等幅広く使用されている。

【0003】

ペル及びポリフルオロアルキル化合物の一部は、非常に安定性の高い化学物質であることから、環境中に放出されると、自然条件下では分解されにくい。このため、近年では、ペル及びポリフルオロアルキル化合物は残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）として認識され、ペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）（ＩＵＰＡＣ名：１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－ヘプタデカフルオロオクタン－１－スルホン酸）が２０１０年より残留性有機物汚染物質に関するストックホルム条約（ＰＯＰｓ条約）において、製造や使用が規制されることとなった。

【0004】

特に、ペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）及びペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）（ＩＵＰＡＣ名：２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－ペンタデカフロオロオクタン酸）は、世界中で規制対象となっており、日本国内においても令和２年４月１日より水質管理目標設定項目にペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）及びペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）の合算値が５０ｎｇ／Ｌ以下とする基準値が追加された。

【0005】

なお、ペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）等が含まれるペルフルオロアルキル化合物は完全にフッ素化された直鎖アルキル基を有しており、化学式（ｉ）で示される物質である。また、ポリフルオロアルキル化合物はアルキル基の水素の一部がフッ素に置き換わったものを示し、化学式（ｉｉ）で示される物質である。例えば、フルオロテロマーアルコール等がある。

【0006】

【数1】

【0007】

【数2】

【0008】

このように、ペル及びポリフルオロアルキル化合物は自然界（水中、土壌中、大気中）に残存し続けることから、各環境下において適宜除去することが求められる。例えば、水中等の有害物質を除去する際には、活性炭を使用した浄水器等が広く使用される。そこで、有害物質としてＰＦＯＳやＰＦＯＡ等が注目されることから、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質の除去を目的とした活性炭が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、大気中等の有害物質を除去するエアフィルター等に使用される吸着材に、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を吸着可能な活性炭を適用することも可能である。この種の活性炭を用いてＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質を吸着・除去した後、使用済みの活性炭はＰＦＯＳ含有廃棄物やＰＦＯＡ含有廃棄物等の廃棄物として廃棄処理される。

【0009】

これらの廃棄物の廃棄処理は、環境省が掲げる「ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡ含有廃棄物の処理に関する技術的留意事項」に沿って実施される。すなわち、ＰＦＯＳ等及びＰＦＯＡ等が確実に分解される方法で実施することが求められ、その分解処理方法としてＰＦＯＳ含有廃棄物の場合は約８５０℃以上、ＰＦＯＡ含有廃棄物の場合は約１０００℃以上（約１１００℃以上を推奨）の焼却処理が提示されており、ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡ等の分解効率が９９．９９９％以上であること等が要件とされる。

【0010】

しかるに、焼却に際して活性炭がＰＦＯＡ等の揮発を抑制して燃焼分解反応を促進させる可能性は認められている。しかしながら、燃焼による活性炭中のＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の変化に関する調査は十分になされているとは必ずしもいうことができず、分解によって生じる無機フッ化物を含む他の化合物や有害なガスの生成等の可能性が指摘されている（例えば、非特許文献１参照）。

【0011】

また、焼却する廃棄物の量、焼却時間、焼却時の昇温状況等によっては、不完全燃焼等が生じて活性炭中のＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の分解が不十分となったり、揮発等によりＰＦＯＳやＰＦＯＡ等が分解されないまま空気中に飛散したりする等が懸念される。つまり、有害物質として回収されたＰＦＯＳやＰＦＯＡ等が再度自然界に放出されることとなるのである。加えて、焼却処理温度が１０００℃前後と高温であるため、焼却に要するエネルギーコスト等の問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０２１－０７９３７６号公報

【非特許文献】

【0013】

【非特許文献1】竹峰秀祐、高田光康、山本周作、渡辺信久、松村千里、藤井滋穂、田中周平、近藤明著、「粒状活性炭に吸着されたペルフルオロオクタン酸の加熱時の挙動」２０１３年、分析化学６２巻２号p.１０７－１１３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

発明者らは、焼却処理によらずにＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質を安全かつ確実に処理が可能な方法を鋭意検討した。なかでも、該有害物質を高効率で吸着し回収が可能な活性炭を用い、該有害物質を活性炭から脱離させて回収することが可能であることを見出した。そして、上記するように、近年注目される有害物質としての有機フッ素化合物（ＰＦＣｓ）の除去（活性炭からの吸着物質の脱離・回収）に際しては、焼却処分に変わる安心安全な処理方法として、吸着物質を活性炭中に殆ど残留させずに脱離させることや短時間で処理可能であること等がその代替として求められることとなる。そこで発明者らは活性炭に吸着されたＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を短時間で、かつ確実に脱離させることが可能な方法を見出すことに成功した。

【0015】

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭から、吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物を高効率で脱離可能なペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

すなわち、第１の発明は、ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭に対し、０．１ＭＰａ以上の高圧下で１３０℃以上とされた溶媒が接触されることにより、前記活性炭から前記ペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることを特徴とする活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0017】

第２の発明は、第１の発明において、前記溶媒が水である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0018】

第３の発明は、第１の発明において、前記溶媒が水と有機溶媒の混合溶媒である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0019】

第４の発明は、第３の発明において、前記溶媒がエタノールである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0020】

第５の発明は、第１の発明において、前記溶媒が有機溶媒である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0021】

第６の発明は、第５の発明において、前記溶媒がエタノールである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0022】

第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記活性炭が、ＢＥＴ比表面積が１１００～１８００ｍ^２／ｇであり、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法により測定された細孔直径のモード径が０．５０～０．７０ｎｍであり、ポリスチレン標準品を用いて測定した排除限界分子量が１０１３以下である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0023】

第８の発明は、第７の発明において、前記排除限界分子量が４５３以下である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0024】

第９の発明は、第７の発明において、前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0025】

第１０の発明は、第８の発明において、前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0026】

第１１の発明は、第７の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0027】

第１２の発明は、第８の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0028】

第１３の発明は、第９の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0029】

第１４の発明は、第１０の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇである活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0030】

第１５の発明は、第７の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0031】

第１６の発明は、第８の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0032】

第１７の発明は、第９の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0033】

第１８の発明は、第１０の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0034】

第１９の発明は、第１１の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0035】

第２０の発明は、第１２の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0036】

第２１の発明は、第１３の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【0037】

第２２の発明は、第１４の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭である活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法に係る。

【発明の効果】

【0038】

第１の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭に対し、０．１ＭＰａ以上の高圧下で１３０℃以上とされた溶媒が接触されることにより、前記活性炭から前記ペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させるため、脱離に要する処理時間が短時間でありながら、極めて高い割合でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることができる。

【0039】

第２の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１の発明において、前記溶媒が水であるため、安価で入手しやすく利便性に優れるとともに、環境負荷が小さい。

【0040】

第３の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１の発明において、前記溶媒が水と有機溶媒の混合溶媒であるため、脱離効率を向上させることができる。

【0041】

第４の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第３の発明において、前記溶媒がエタノールであるため、安価で入手しやすく、さらに高い割合でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることが可能となる。

【0042】

第５の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１の発明において、前記溶媒が有機溶媒であるため、脱離効率を向上させることができる。

【0043】

第６の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第５の発明において、前記溶媒がエタノールであるため、安価で入手しやすく、さらに高い割合でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることが可能となる。

【0044】

第７の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１ないし６のいずれかの発明において、前記活性炭が、ＢＥＴ比表面積が１１００～１８００ｍ^２／ｇであり、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法により測定された細孔直径のモード径が０．５０～０．７０ｎｍであり、ポリスチレン標準品を用いて測定した排除限界分子量が１０１３以下であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物を適切に吸着可能であるとともに、吸着したペル及びポリフルオロアルキル化合物を高効率で脱離させることができる。

【0045】

第８の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第７の発明において、前記排除限界分子量が４５３以下であるため、さらに良好な脱着性能が得られる。

【0046】

第９の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第７の発明において、前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。

【0047】

第１０の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第８の発明において、前記活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法により解析して求めた全細孔容積が０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。

【0048】

第１１の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第７の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。
。

【0049】

第１２の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第８の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。

【0050】

第１３の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第９の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。

【0051】

第１４の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１０の発明において、前記活性炭のＢｏｅｈｍの方法を適用して求めた酸性官能基が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇであるため、より良好な吸脱着性能が得られる。

【0052】

第１５の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第７の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0053】

第１６の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第８の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0054】

第１７の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第９の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0055】

第１８の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１０の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0056】

第１９の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１１の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0057】

第２０の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１２の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0058】

第２１の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１３の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【0059】

第２２の発明に係る活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法によると、第１４の発明において、前記活性炭が繊維状活性炭であるため、ペル及びポリフルオロアルキル化合物との接触効率が上がり、吸着性能を向上させることができる。

【発明を実施するための形態】

【0060】

本発明は、活性炭に吸着された物質を活性炭から脱離させる方法であって、特に、短時間に高い割合で脱離させるために、ペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着されている活性炭に対し、高温の溶媒を接触させることによって、活性炭からペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させる脱離方法（高温溶媒脱離法）である。

【0061】

本発明のペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法は、主として、「ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡ含有廃棄物」のうち、特にＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質の吸着・除去に使用された活性炭を廃棄処理する方法として好適に用いられる。

【0062】

高温溶媒は、０．１０ＭＰａ（大気圧）以上の高圧下で１３０℃以上に昇温された溶媒をいう。溶媒は、例えば水が好ましい。水は、溶媒として一般的であり、安価で入手しやすく利便性に優れるとともに、環境負荷が小さい。また、溶媒として使用される水では、不純物がほとんど含まれず洗浄等の用途に好適な超純水を使用することがより好ましい。なお、一般に高圧下で１００℃以上に昇温された水を超高温水と称し、高温溶媒として使用される水は高圧下で１３０℃以上に昇温された超高温水である。

【0063】

１３０℃以上とされる溶媒は、液体状態で存在できる温度が圧力に応じて変化することから、所望する温度に対応する高圧環境下で溶媒を昇温させることにより得られる。例えば、水を０．１２ＭＰａの圧力下で昇温した時には、１０５℃の超高温水が得られる。１３０℃の超高温水であれば０．２７ＭＰａの高圧環境下で昇温させればよい。本発明に用いられる溶媒の温度は、活性炭から脱離させる化合物（活性炭に吸着された化合物）の種類等に応じて設定されるが、１３０℃以上とすることにより優れた脱離効果が得られる。高温溶媒の温度が低すぎると十分な脱離効果が得られないおそれがある。高温溶媒の温度の上限は特に限定されないが、高すぎると昇温に要するエネルギーコストの面で不利であるとともに、昇温に見合った脱離効果の向上が得られないおそれがあることから、２００℃程度とすることが好ましい。なお、２００℃の超高温水を得るには、１．５５ＭＰａ以上の加圧を要する。

【0064】

活性炭に対する高温溶媒の接触は、通液や浸漬等適宜の手法が挙げられる。特に、本発明の活性炭をＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質の吸着・除去に使用した後、「ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡ含有廃棄物」として処理する場合、高温溶媒脱離法では活性炭に対して通液により接触させることが好ましい。通液による脱離の場合、活性炭から脱離されたＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質は、通液された高温溶媒とともに排出されるため、焼却処理のように揮発等のおそれがなく、そのまま容易に回収することができ、安全で効率的である。

【0065】

溶媒では、水と有機溶媒の混合溶媒を用いてもよい。混合溶媒は、所定濃度に調製された有機溶媒の水溶液である。有機溶媒としては、エタノール、メタノール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられ、特にエタノールが安価で入手しやすいため好ましい。混合溶媒の有機溶媒の濃度は、有機溶媒の種類等に応じて設定されるが、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上である。高温溶媒が有機溶媒を含む（混合溶媒とする）ことにより、脱離効率を向上させることができる。なお溶媒は、有機溶媒のみ（１００％）であってもよい。有機溶媒のみからなる溶媒では、混合溶媒と同様に脱離効率を向上させることができる。

【0066】

本発明の脱離方法の対象となる活性炭は、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等のペル及びポリフルオロアルキル化合物の吸着性能に優れた適宜の活性炭が挙げられる。例えば水道水等の水中に含まれるＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の除去に対応した家庭用の浄水器や産業用の浄水処理装置等で使用される吸着材や、大気中のＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の除去に対応した家庭用、産業用の空気清浄機やエアフィルター等に使用される吸着材等である。これらの活性炭のうち、特に、ペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱着性能にも優れた活性炭がより好ましい。

【0067】

活性炭は、粒状活性炭や繊維状活性炭等の適宜の形態からなり、活性炭原料を炭化し賦活して得られる。活性炭の原料は、例えば粒状活性炭の場合、木材（廃材、間伐材、オガコ）、コーヒー豆の絞りかす、籾殻、椰子殻、樹皮、果物の実等が挙げられる。これらの天然由来の原料は炭化、賦活により細孔が発達しやすくなり、このうち椰子殻は安定調達が可能であるため好ましい。また廃棄物の二次的利用であるため安価に調達可能である。他にもタイヤ、石油ピッチ、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂由来の焼成物、さらには、石炭等も原料として使用することができる。粒状活性炭は、使用形態等が適宜決定可能であるから取り回しがよい。

【0068】

繊維状活性炭は、適宜の繊維を炭化し賦活して得られるものであり、例えばフェノール樹脂系、アクリル樹脂系、セルロース系、石炭ピッチ系等がある。繊維状活性炭の繊維長や断面径等は適宜である。繊維状活性炭は、除去対象物質との接触効率の観点から、ペル及びポリフルオロアルキル化合物をより効率よく吸着することができる。

【0069】

活性炭は、活性炭原料を加熱炭化させた後、賦活処理を行うことによって製造される。活性炭原料の加熱炭化は、原料の炭化が必要な場合に行われる。加熱炭化の条件は、例えば２００～９００℃の温度域が好ましい。加熱炭化を行うことにより、活性炭原料に微細孔を形成することができる。

【0070】

炭化後の原料は、賦活処理が施されることによって、各種の細孔が発達した活性炭となる。賦活処理では、例えば６００℃～１２００℃の温度域において水蒸気賦活が行われる。あるいは二酸化炭素等の炭酸ガス賦活や、塩化亜鉛賦活等も用いられる。賦活時間は、生産規模や設備等に応じて適宜であるが、おおむね０．５～５０時間である。賦活後の活性炭は、希塩酸によって洗浄される。希塩酸洗浄後の活性炭吸着剤は、例えば、ＪＩＳ Ｋ １４７４（２０１４）に準拠したｐＨの測定により、ｐＨ５～７になるまで水洗される。

【0071】

希塩酸の洗浄後、必要により活性炭は、酸素及び窒素の混合気体中において加熱処理、水洗浄され、灰分等の不純物が取り除かれる。加熱処理により残留する塩酸分等は取り除かれる。そして、各処理を経ることにより活性炭吸着剤の表面酸化物量は調整される。酸洗浄後、活性炭に対する加熱処理を通じて、活性炭吸着剤の表面酸化物量は増加する。

【0072】

こうして出来上がる活性炭の物性により、目的被吸着物質の吸着性能及び脱着性能が規定される。そこで活性炭は、ＰＦＯＳ，ＰＦＯＡ等のペル及びポリフルオロアルキル化合物の吸着性能と脱着性能の双方に優れた性能を示す指標として、ＢＥＴ比表面積と、細孔直径のモード径と、排除限界分子量とを用いて表される。すなわち、本発明の脱離方法の対象として特に好ましい活性炭は、ＢＥＴ比表面積が１１００～１８００ｍ^２／ｇであり、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法により測定された細孔直径のモード径が０．５０～０．７０ｎｍであり、ポリスチレン標準品を用いて測定した排除限界分子量が１０１３以下である物性を備える。

【0073】

ＢＥＴ比表面積は、７７Ｋにおける窒素吸着等温線を測定してＢＥＴ式に基づいて多点法による解析を行い、得られた曲線の相対圧０．０５～０．３の領域での直線から算出される値であって、活性炭に形成された細孔の量を示す指標として使用される。活性炭の細孔の量が多い（ＢＥＴ比表面積が大きい）ほど目的被吸着物質を多く吸着可能であることから、ＢＥＴ比表面積により活性炭の吸着性能を規定することができる。一方、後述する実施例から、ＢＥＴ比表面積が大きくなると、吸着性能が向上する反面、吸着した物質が脱離しにくくなると考えられる。そこで、吸着性能と脱着性能の双方に優れた性能を示すための好ましいＢＥＴ比表面積は、１１００～１８００ｍ^２／ｇ、より好ましくは１２００～１４００ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が小さすぎると吸着性能が不足し、ＢＥＴ比表面積が大きすぎると脱着性能が低下するおそれがある。

【0074】

本明細書における細孔直径は、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法により測定されたモード径を指す。モード径は、細孔分布の最頻値を示す値である。細孔直径は、活性炭が吸着可能な物質の大きさを示す指標の一つとして使用される。目的被吸着物質の大きさに適した細孔直径であると、目的被吸着物質の吸脱着が円滑に行われると考えられる。そこで、目的被吸着物質であるＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の吸着に適した細孔直径のモード径は０．５０～０．７０ｎｍである。細孔直径が小さすぎると分子量の大きいＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を適切に吸着できなくなるおそれがある。細孔直径が大きすぎると夾雑物等の目的外の物質を吸着しやすくなってしまって、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を吸着するための細孔が塞がってしまい、吸着性能が低下するおそれがある。また、細孔直径が大きすぎることにより目的被吸着物質が活性炭の細孔の奥深くに入り込み、目的吸着物質が脱離しにくくなることも考えられる。

【0075】

排除限界分子量は、ポリスチレン標準品を用いて測定した活性炭の細孔内に侵入可能な物質の分子量の上限の目安を示す値であって、活性炭が細孔内で吸着可能な物質の大きさを示す指標の一つとして使用される。すなわち、排除限界分子量により、細孔直径のモード径とは異なる観点から目的被吸着物質の吸脱着性能を規定することができる。排除限界分子量の測定では、分子量が異なるポリスチレン標準品を試薬として用いて活性炭に通液させてその保持時間の変化を確認し、保持時間が変化せずに活性炭へ侵入しなかったことが示唆された試薬のうちの最小の分子量を排除限界分子量とした。そこで、好ましい排除限界分子量は１０１３以下、より好ましくは５８９以下、さらに好ましくは４５３以下である。排除限界分子量が大きすぎると、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等が細孔深くに入り込みすぎて脱離しにくくなることが考えられる。

【0076】

また、この活性炭は、性能向上の観点から、全細孔容積や酸性官能基を規定することが好ましい。全細孔容積は、活性炭の窒素ガスの吸着等温線からＨＫ法（Ｈｏｒｖａｔｈ－Ｋａｗａｚｏｅ法）により解析して求めた値である。全細孔容積は、ＢＥＴ比表面積と異なる観点から活性炭の吸脱着性能を規定する。そこで、好ましい全細孔容積は０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇ、より好ましくは０．４５～０．６０ｃｍ^３／ｇである。全細孔容積が小さすぎると吸着性能が不足し、全細孔容積が大きすぎると脱着性能の低下を招くおそれがある。

【0077】

酸性官能基は、活性炭の表面に存在し、主にカルボキシル基、フェノール性水酸基等の親水性基であって、活性炭の表面酸化により増加する。活性炭表面の酸性官能基は、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の脱離に影響を与える。これらの酸性官能基量については、表面酸化物量として把握される。表面酸化物量は、Ｂｏｅｈｍの方法を適用して求められる。例えば、０．０５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液中で活性炭を振盪後、濾過してその濾液を０．０５Ｎ塩酸で中和滴定した際の水酸化ナトリウム量として求めることができる。そこで、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を適切に脱離させるための好ましい表面酸化物量は０．１０ｍｅｑ／ｇ以上である。表面酸化物量が少なすぎると、脱着性能の低下を招くおそれがある。

【0078】

また、活性炭の表面酸化物量は、吸着性能にも影響を及ぼす。例えば、活性炭の表面酸化物量が多いと活性炭表面の親水性が高まり、ペル及びポリフルオロアルキル化合物の中でも、特に親水性基を有するフルオロテロマー化合物類の捕集性能が向上すると考えられる。しかしながら、ペル及びポリフルオロアルキル化合物が捕集される環境が水中である場合には、活性炭の表面酸化物量が過剰であると、水素結合により表面官能基へと強固に吸着した水分子及びこれにより生成された水分子のクラスターによって、細孔が閉塞されて目的被吸着物質が吸着点（ミクロ孔）へ物理的なアクセスが阻害されることとなると推測される。

【0079】

水中使用に際しては、活性炭の表面に存在する酸性官能基により、水素結合によって吸着した水分子及びこれにより生成された水分子のクラスターによって細孔が閉塞されると考えられることから、例えば、表面酸化物量が少ない場合は、比表面積が小さく細孔の量が少ない活性炭であっても一定以上の該化合物の吸着が可能となる。逆に、表面酸化物量が多く該化合物の細孔への吸着が阻害される場合であっても、比表面積が大きく細孔の量が多い活性炭であれば、一定以上の該化合物の吸着が可能となる。そこで、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等を適切に吸着するための好ましい表面酸化物量は０．５０ｍｅｑ／ｇ以下とされる。従って、吸着性能と脱離性能をバランスよく備える活性炭の表面酸化物量は０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇであると考えられる。これにより、水中における目的被吸着物質の良好な脱離効率及び吸着性能が得られると考えられる。

【0080】

活性炭の表面酸化物量は、以下の手法により調整可能である。一つは、再度加熱工程を経ることで表面残基の酸化を促進させ、酸性官能基を増加させる手法である。すなわち空気又は酸素雰囲気下における酸化である。あるいは、同時に空気雰囲気下にて温度２５～４０℃、湿度６０～９０％の空気も導入される。そこで、１５０～９００℃にて１～１０時間かけて加熱され、表面酸化物量を増加させた活性炭を得ることができる。湿潤な空気を伴った加熱により活性炭表面に存在したアルキル基等の炭化水素基が酸化されたり、水の水酸基が表面に導入されたりして酸性官能基は増加すると考えられる。

【0081】

他には、酸化剤によって活性炭の表面を酸化させ、表面酸化物を増加させる手法である。酸化剤は、次亜塩素酸、過酸化水素等が挙げられる。これらの酸化剤を含む液に活性炭を浸漬後、乾燥することで、表面酸化物量を増加させた活性炭を得ることができる。当該活性炭の表面における酸性官能基の量は後記の各試作例のとおり、表面酸化物量として測定可能である。

【0082】

また、活性炭の表面酸化物を減少させる手法としては、不活性ガス雰囲気下で熱処理を行う等の公知の方法を用いることができ、活性炭表面のフェノール性水酸基やカルボキシル基等の酸性官能基を減少させることができる。この活性炭では、大気中や水中等の使用環境に応じて表面酸化物量を適宜調整することが好ましい。

【0083】

この活性炭は、以上説明した物性を備えることにより、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等のペル及びポリフルオロアルキル化合物の吸着性能に優れるとともに、吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物が脱離されやすく効率的にＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の回収を可能とするものである。

【0084】

本発明の脱離方法（高温溶媒脱離法）では、ペル及びポリフルオロアルキル化合物を吸着した活性炭から、脱離に要する処理時間が短時間でありながら、極めて高い割合でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることができる。そして、ペル及びポリフルオロアルキル化合物に対する優れた吸着性能のみならず、吸着したペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離性能にも優れた上記物性の活性炭を脱離対象とした場合に、好適な脱離効果が得られる。

【0085】

このように、適宜の使用環境下でＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質の除去（吸着）に使用された活性炭に対して本発明の脱離方法（超高温水脱離法）を実施することにより、当該使用後の活性炭から吸着されたＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質を高効率で回収（脱離）することができる。従って、当該有害物質を含む廃棄物の処理に際して、効率の良い有害物質の回収・濃縮が可能となり、焼却処理以外の処理方法を確立することができる。

【実施例0086】

活性炭に吸着された物質を活性炭から脱離させる方法について、以下の活性炭と、試薬とを使用し検討した。脱離方法は、超高温水による高温溶媒脱離法と、アルカリ脱離法と、真空加熱脱離法とを用いた。各脱離法は、後述する手順に従って行った。各脱離法について、脱離に要した処理時間と、ＴＦＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、脱着率（％）と、ＰＦＯＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、脱着率（％）とをそれぞれ測定した。その結果を後述の表１に示す。

【0087】

［活性炭］
フェノール樹脂繊維を原料として７００～８００℃で加熱して炭化物を形成し、該炭化物を８００～９５０℃前後まで加熱して保持し、水蒸気を導入して賦活して繊維状活性炭（活性炭１）を得た。得られた活性炭は、９ｍｍφに切り抜き、厚みが１１ｍｍとなるように各材料を重ねてステンレス製カラム（株式会社巴製作所製、「ＥＳ００８０５０」、５０ｍｍ×８．０ｍｍ Ｉ．Ｄ．）に充填した。

【0088】

［試薬］
活性炭に吸着させる試薬として、ＴＦＡ（関東化学株式会社製、トリフルオロ酢酸）と、ＰＦＯＡ（東京化成工業株式会社製、ペルフルオロオクタン酸）とを用意し、それぞれ超純水にて溶解させることで１０００ｐｐｍに調製して試料溶液とした。各試料溶液について、ＵＶ検出器（アジレント・テクノロジー株式会社製、「Ｇ１３１４Ａ」）にそれぞれ通液させて、１０００ｐｐｍにおける吸光度を測定した。

【0089】

［超高温水による高温溶媒脱離法］
ＨＰＬＣシステム（アジレント・テクノロジー株式会社製、「Ｇ１３１１Ａ」）を用いて、カラム中の活性炭に対して前記調製した各試料溶液を常温、０．５ｍＬ／ｍｉｎの条件で通液させ、活性炭から化合物が破過して吸光度が一定の値に落ち着くまで通液を継続させて、カラム中の活性炭に化合物を吸着させた。続いて、溶媒として超純水を使用し、常温、３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で超純水を通液させ、吸光度が安定するまで通液を継続させた。その後、超純水を３．０ｍＬ／ｍｉｎのまま通液させるとともに、ＨＰＬＣシステムの配管内を３ＭＰａに加圧して超純水を１５０℃まで昇温させた超高温水として通液させ、カラム中の活性炭から化合物を脱離させて吸光度の変化を測定して安定するまで１５０℃の超高温水での通液を継続させた。

【0090】

上記試験により得られた吸光度に基づいて、活性炭１ｇあたりのＴＦＡとＰＦＯＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、そして脱着率（％）をそれぞれ求めた。また、脱離に要した処理時間（ｈ）は、吸光度が一定の値に落ち着いた時点の経過時間とした。なお、ＴＦＡの脱着率（％）は、比較的分子量が小さい有機フッ素化合物の脱着性能の指標として、ＰＦＯＡの脱着率（％）は比較的分子量が大きい有機フッ素化合物の脱離性能の指標として捉えられる。

【0091】

超高温水による高温溶媒脱離法の脱着率の算出に際し、１０００ｐｐｍにおける吸光度をＣ_０、通液中の吸光度をＣ_１とし、０．５ｍＬ／ｍｉｎで試料溶液の通液を開始した時点を開始時点として、各時点でのＣ_１／Ｃ_０を破過率とした。そして、横軸に経過時間（ｍｉｎ）、縦軸に破過率（Ｃ_１／Ｃ_０）をとって吸着曲線を取得し、吸着曲線からＴＦＡ及びＰＦＯＡの吸着量、同様に得られた脱着曲線から脱離量を算出し、下記の計算式から脱着率を求めた。
（脱離量／吸着量）×１００＝超高温水脱着率（％）

【0092】

［アルカリ脱離法］
予め０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液と、別途１０００ｐｐｍとなるようにＴＦＡ又はＰＦＯＡを溶解させた０．０１ｍｏｌ／Ｌの各ＮａＯＨ水溶液とをそれぞれＵＶ検出器に通液させて、各吸光度を測定した。ＨＰＬＣシステムを用いて、カラム中の活性炭に対して前記調製した各試料溶液を常温、０．５ｍＬ／ｍｉｎの条件で通液させ、活性炭から化合物が破過して吸光度が一定の値に落ち着くまで通液を継続させて、カラム中の活性炭に化合物を吸着させた。

【0093】

続いて、超純水を常温、３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で通液し、吸光度が安定するまで通液を継続させた。その後、３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を通液させるとともに、カラムオーブン（株式会社島津製作所製、「ＧＣ－８Ａ」）を７０℃に昇温させ、カラム内の活性炭から化合物を脱離させて吸光度の変化を測定し、吸光度が一定の値に落ち着くまで０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液での通液を継続させた。

【0094】

上記試験により得られた吸光度に基づいて、アルカリ脱離法による活性炭１ｇあたりのＴＦＡとＰＦＯＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、そして脱着率（％）をそれぞれ求めた。また、脱離に要した処理時間（ｈ）は、吸光度が一定の値に落ち着いた時点の経過時間とした。

【0095】

アルカリ脱離法の脱着率の算出に際し、１０００ｐｐｍにおける吸光度をＣ_０、通液中の吸光度をＣ_２とし、０．５ｍＬ／ｍｉｎで試料溶液の通液を開始した時点を開始時点として、各時点でのＣ_２／Ｃ_０を破過率とした。次に、横軸に経過時間（ｍｉｎ）、縦軸に破過率（Ｃ_２／Ｃ_０）をとって吸着曲線を取得し、吸着曲線からＴＦＡ及びＰＦＯＡの吸着量を算出した。また、ＴＦＡ又はＰＦＯＡを溶解させた０．０１ｍｏｌ／Ｌの各ＮａＯＨ水溶液の吸光度をＢ_０、０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液の吸光度をＢ_１とし、０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を通液して７０℃へ昇温した時点を開始時点として、各時点での［（Ｃ_２－Ｂ_１）／（Ｂ_０－Ｂ_１）］を破過率とした。そして、横軸に経過時間（ｍｉｎ）、縦軸に破過率［（Ｃ_２－Ｂ_１）／（Ｂ_０－Ｂ_１）］をとって脱着曲線を取得し、脱着曲線からＴＦＡ及びＰＦＯＡの脱離量を算出し、下記の計算式からアルカリ脱離法による脱着率を求めた。
（脱離量／吸着量）×１００＝アルカリ脱着率（％）

【0096】

［真空加熱脱離法］
ＨＰＬＣシステムを用いて、カラム中の活性炭に対して前記調製した各試料溶液を常温、０．５ｍＬ／ｍｉｎの条件で通液させ、活性炭から化合物が破過して吸光度が一定の値に落ち着くまで通液を継続させて、カラム中の活性炭に化合物を吸着させた。続いて、超純水を常温、３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で通液させ、吸光度が安定するまで通液を継続させた。その後、ＨＰＬＣシステムからカラムを一旦取り外し、窒素ボンベに真空ポンプ（富士医療測器社製、ＯＳＰ－９０Ｗ）が接続された真空加熱処理装置にカラムを接続して、真空圧を－７０～－９０ｋＰａ、カラム温度を１５０℃とし、窒素を１０ｍＬ／ｍｉｎでカラムに通気させてカラム中の活性炭から化合物を脱離させた。通気は１８時間継続させ、これを脱離に要した処理時間（ｈ）とした。

【0097】

上記真空加熱後の活性炭について、残存量確認のためにカラムを真空加熱処理装置から取り外し、ＨＰＬＣシステムを用いて、カラム中の活性炭に対して超純水を３．０ｍＬ／ｍｉｎで通液させて、ＨＰＬＣシステムの配管内を３ＭＰａに加圧して超純水を１５０℃まで昇温させた超高温水として通液させてカラム中の活性炭から化合物を脱離させた。吸光度の変化を測定して安定するまで１５０℃の超高温水での通液を継続させた。

【0098】

真空加熱脱離法によるＴＦＡとＰＦＯＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、脱着率（％）は、上記残存量確認の試験により得られた吸光度を用いて求めた。まず、１０００ｐｐｍにおける吸光度をＣ_０、通液中の吸光度をＣ_３とし、０．５ｍＬ／ｍｉｎで試料溶液の通液を開始した時点を開始時点として、各時点でのＣ_３／Ｃ_０を破過率とした。そして、横軸に経過時間（ｍｉｎ）、縦軸に破過率（Ｃ_３／Ｃ_０）をとって吸着曲線を取得し、吸着曲線からＴＦＡ及びＰＦＯＡの吸着量を算出した。次に、３．０ｍＬ／ｍｉｎで超純水を通液して１５０℃へ昇温した時点を開始時点として、各時点でのＣ_３／Ｃ_０を破過率とした。そして、横軸に経過時間（ｍｉｎ）、縦軸に破過率（Ｃ_３／Ｃ_０）をとって脱着曲線を取得し、脱着曲線からＴＦＡ及びＰＦＯＡの脱離量を算出した。算出された吸着量と、残存量確認試験について算出された脱離量から下記の２つの計算式を用いて脱着率を求めた。
吸着量－残存量確認試験の脱離量＝真空加熱脱離量
（真空加熱脱離量／吸着量）×１００＝真空加熱脱着率（％）

【0099】

【表1】

【0100】

［結果と考察（１）］
分子量が小さい有機フッ素化合物を想定したＴＦＡが吸着された活性炭について、脱着率は、超高温水による高温溶媒脱離法、アルカリ脱離法、真空加熱脱離法のいずれも比較的良好であり、特に超高温水による高温溶媒脱離法で１００％に到達した。一方、脱離に要した処理時間は、超高温水による高温溶媒脱離法とアルカリ脱離法が３０分程度の短時間であったのに対し、真空加熱脱離法は１８時間と極めて長時間であった。

【0101】

また、分子量が大きい有機フッ素化合物を想定したＰＦＯＡが吸着された活性炭について、脱着率は、アルカリ脱離法が６４％、真空加熱脱離法が４５％であったのに対し、超高温水による高温溶媒脱離法が１００％に到達する格段に優れた結果となった。脱離に要した処理時間は、超高温水による高温溶媒脱離法とアルカリ脱離法が３０分程度の短時間であったのに対し、真空加熱脱離法は１８時間と極めて長時間であった。

【0102】

以上の通り、超高温水による高温溶媒脱離法では、アルカリ脱離法や真空加熱脱離法と比較して、分子量の小さい有機フッ素化合物（ＴＦＡ）と、分子量の大きい有機フッ素化合物（ＰＦＯＡ）の双方において、格段に良好な結果が得られた。特に、ＴＦＡとＰＦＯＡのいずれも処理時間が３０分程度の短時間でありながら、脱着率が１００％に到達する極めて高い割合でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることができた。従って、ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡ含有廃棄物の処理方法として、超高温水による高温溶媒脱離法が極めて有効であることがわかった。

【0103】

次に、超高温水による高温溶媒脱離法について、溶媒温度を１００℃と、１３０℃とし、それぞれ同様の手順でカラム中の活性炭から化合物を脱離させて吸光度の変化を測定した。各溶媒温度での測定結果を、溶媒温度１５０℃での測定結果とともに表２に示す。なお、溶媒温度が１００℃の場合の配管内圧力は０．１ＭＰａ、１３０℃の場合の配管内圧力は０．２７ＭＰａである。

【0104】

【表2】

【0105】

［結果と考察（２）］
ＴＦＡが吸着された活性炭について、溶媒温度が１００℃の場合の脱着率が極端に低かったのに対して、溶媒温度が１３０℃と１５０℃の場合は比較的良好であった。また、ＰＦＯＡが吸着された活性炭について、溶媒温度が１００℃の場合の脱着率が４８％であったのに対し、溶媒温度が１３０℃と１５０℃の場合は１００％に到達する格段に優れた結果となった。従って、超高温水による高温溶媒脱離法では、溶媒温度１３０℃以上で効果的にペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることができることがわかった。

【0106】

そこで、超高温水による高温溶媒脱離法に適した活性炭の物性について検討した。

【0107】

［活性炭の作製］
活性炭１（試作例１）との対比検討のために、試作例２～８を用意した。試作例２～４では、活性炭の原料としてフェノール樹脂繊維を使用し、前記原料を７００～８００℃で加熱して炭化物を形成し、該炭化物を８００～９５０℃前後まで加熱して保持し、水蒸気を導入して賦活して得た繊維状活性炭を用いた。試作例５では、試作例１の活性炭１０ｇを過酸化水素濃度６％溶液５００ｍｌに浸漬させ、７０時間静置後、取り出して乾燥させて得た活性炭を用いた。

【0108】

また、試作例６は原料として石炭を使用し、前記原料を２００～６００℃で加熱して炭化物を形成し、該炭化物を８００～１０００℃前後まで加熱して保持し、水蒸気を導入して賦活して得た活性炭を用いた。試作例７、８は原料としてヤシ殻を使用し、前記原料を２００～６００℃で加熱して炭化物を形成し、該炭化物を８００～１０００℃前後まで加熱して保持し、水蒸気を導入して賦活して得た活性炭を用いた。

【0109】

［活性炭の測定］
試作例１～８の活性炭について、ＢＥＴ比表面積、細孔直径のモード径、全細孔容積、排除限界分子量、表面酸化物量、吸脱着性能をそれぞれ測定した。排除限界分子量の測定結果を後述する表３、各測定の結果のまとめを後述する表４，５にそれぞれ示す。

【0110】

［ＢＥＴ比表面積］
試作例１～８の活性炭について、比表面積・細孔分布測定装置（マイクロメリティックス社製、「３Ｆｌｅｘ」）を用いて、７７Ｋにおける窒素吸着等温線を測定し、得られた窒素吸着等温線からＢＥＴ法に基づいて多点法による解析を行った。得られた曲線の相対圧０．０５～０．３の領域での直線から比表面積（ｍ^２／ｇ）をそれぞれ算出した。

【0111】

［細孔直径のモード径］
試作例１～８の活性炭について、比表面積・細孔分布測定装置（マイクロメリティックス社製、「３Ｆｌｅｘ」）を用いて、窒素ガスの吸着等温線のｔ－ｐｌｏｔからＭＰ法（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ法）により解析して細孔直径のモード径（ｎｍ）をそれぞれ求めた。

【0112】

［全細孔容積］
試作例１～８の活性炭について、比表面積・細孔分布測定装置（マイクロメリティックス社製、「３Ｆｌｅｘ」）を用いて、窒素ガスの吸着等温線の相対圧１．０×１０^－７ないし１．８×１０^－１の範囲よりＨＫ法によって求められる最大窒素吸着量（Ｖ）を測定し、下記式（ｉｉｉ）に基づいて液体窒素の体積（Ｖｐ）に換算して全細孔容積（ｃｍ^３／ｇ）をそれぞれ求めた。 なお、ＨＫ法の解析条件は細孔幾何学をスリット細孔幾何学、相互作用パラメーターを３．４９×１０^－４３ｅｒｇ・ｃｍ^４とした。

【0113】

【数3】

【0114】

［排除限界分子量］
試作例１～８の活性炭について、液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）（株式会社島津製作所製、「ＬＣ－２０ＡＢ」）を用いて、排除限界分子量を測定した。まず試作例１～８の活性炭を粉砕機（フロイント・ターボ株式会社製、「ＶＴ－３００」）を用いて粉砕後、分級機（日本ニューマチック工業株式会社製、「ＤＸＦ－２」）を用いて分級を行い、Ｄ５０＝１５～２０μｍの粒径とした。分級した各試作例１～８の試料をそれぞれステンレス製カラム（株式会社巴製作所製、「ＥＳ０４６２５０」、２５０ｍｍ×４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．）に充填し、分子量の異なる下記ポリスチレン標準品（試薬１～５）をそれぞれＨＰＬＣシステムにて通液した。

【0115】

試薬１：富士フィルム和光純薬株式会社製、２，４，６－トリフェニル－１－ヘキセン標準品（ＴＰＨ）、分子量３１２．４５
試薬２：東ソー株式会社製、ポリスチレン標準品（ＰＳ ｓｔｄ．） Ａ－３００、分子量４５３
試薬３：東ソー株式会社製、ポリスチレン標準品（ＰＳ ｓｔｄ．） Ａ－５００、分子量５８９
試薬４：東ソー株式会社製、ポリスチレン標準品（ＰＳ ｓｔｄ．） Ａ－１０００、分子量１０１３
試薬５：東ソー株式会社製、ポリスチレン標準品（ＰＳ ｓｔｄ．） Ａ－２５００、分子量３１２０

【0116】

カラム下流に接続したＵＶ検出器（株式会社島津製作所製、「ＳＰＤ－２０Ａ」）にて、通液したポリスチレン標準品を検出し、その保持時間の変化を確認して、各分子量のポリスチレンが各試作例１～８に侵入可能かどうか、すなわちどの分子量までが侵入可能かを評価した。なお、ＨＰＬＣ測定の条件は、流量を０．５ｍＬ／ｍｉｎ、カラムオーブン温度を４０℃、ＵＶ検出器の波長を２５４ｎｍ、移動相をクロロホルム（関東化学株式会社製）、試料注入量を４０μＬ、ポリスチレンをクロロホルムで溶解した試料濃度を１．０ｍｇ／ｍＬとした。

【0117】

上記ＨＰＬＣ測定において、保持時間が変化して活性炭への侵入が示唆されたものを「○」、保持時間が変化せず活性炭に侵入しなかったことが示唆されたものを「×」とし、各試作例１～８で活性炭に侵入しないポリスチレン標準品（判定が「×」のポリスチレン標準品）のうち分子量が一番小さいものを排除限界分子量とした。その結果を表３に示す。

【0118】

【表3】

【0119】

［表面酸化物量］
試作例１～８の活性炭について、Ｂｏｅｈｍの方法を適用し、０．０５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液中において各試作例１～８の活性炭を振盪した後に濾過し、その濾液を０．０５Ｎ塩酸で中和滴定した際の水酸化ナトリウム量を表面酸化物量（ｍｅｑ／ｇ）として測定した。

【0120】

［吸脱着性能］
試作例１～８の活性炭について、前述の超高温水による高温溶媒脱離法と同様の手順で処理を行い、ＴＦＡとＰＦＯＡの吸着量（ｍｇ／ｇ）、脱離量（ｍｇ／ｇ）、脱着率（％）をそれぞれ求めた。その結果を、表４，５に示す。なお、脱離に要した処理時間は、試作例１～８のいずれも約３０分であった。

【0121】

【表4】

【0122】

【表5】

【0123】

［結果と考察（３）］
表４，５から理解されるように、ＰＦＯＡの吸着量（吸着性能）は試作例１～３，５～８で良好であり、試作例４では不十分であった。十分な吸着性能を備えた試作例１～３，５～８の脱着率（脱着性能）について、試作例６，８では、ＴＦＡ脱着率が４０％以下であるとともにＰＦＯＡ脱着率が３０％以下であり、いずれの脱離効率も不十分であった。また、試作例２，３，７の活性炭では、ＴＦＡ脱着率が高率（特に試作例２，３の活性炭では１００％前後）であり、ＰＦＯＡ脱着率は６０％前後であった。一方、試作例１，５の活性炭は、ＴＦＡ脱着率とＰＦＯＡ脱着率のいずれも高率（特に試作例１では双方とも１００％）であった。すなわち、分子量の小さい有機フッ素化合物を想定したＴＦＡ脱着率が試作例１～３，５，７において高率であり、分子量の大きい有機フッ素化合物を想定したＰＦＯＡ脱着率は試作例１～３，５，７において良好であって、特に試作例１，５が高率で格段に優れた結果となった。

【0124】

また、試作例１～３を対比すると、吸着可能な目的被吸着物質（分子）の大きさを示す指標と考えられる細孔直径のモード径が小さい試作例１でＰＦＯＡ脱着率が格段に優れていた。このことから、細孔直径が大きすぎると、目的被吸着物質が活性炭の細孔の奥深くに入り込み、目的被吸着物質が脱離しにくくなるのではないかと考えられる。このため、超高温水による高温溶媒脱離法によって短時間かつ高効率に活性炭に吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物が脱離されるためには、適度な細孔直径を備えた活性炭の方がより適していると考えられる。

【0125】

さらに、試作例１と試作例２，３の比表面積を対比すると、比表面積が大きいほど優れた吸着性能が示された。一方、脱着性能については、ＴＦＡ脱着率が試作例１～３のいずれも良好であったのに対し、ＰＦＯＡ脱着率では比表面積が小さい試作例１が格段に優れていた。このことから、比表面積が一定以下であると、特に分子量が大きい有機フッ素化合物についての脱着性能が向上する傾向があると考えられる。

【0126】

表面酸化物量に着目して試作例１と試作例５を比較すると、どちらも脱着率はＴＦＡ、ＰＦＯＡ共に９０％以上である。したがって、表面酸化物量が０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇ程度であれば良好な脱着が可能であることを示している。活性炭では表面酸化物量が多いほど（例えば、０．１０ｍｅｑ／ｇ以上）活性炭表面の親水性が高まることで親水性化合物に対して優れた吸着性能を示すとされる。しかしながら、活性炭の水中使用に際しては、前記の水分子のクラスターによる吸着性能低下を考慮し、表面酸化物量は０．５０ｍｅｑ／ｇ以下とされるのがよいと考えられる。

【0127】

活性炭では全細孔容積が大きいほど（例えば、０．４０ｃｍ^３／ｇ以上）優れた吸着性能を示すとされるが、試作例１～３の対比から、全細孔容積が一定以下であると、特に分子量が大きい有機フッ素化合物についての脱着性能が向上する傾向があると考えられる。

【0128】

また、ＰＦＯＡの分子量は約４００である。そこで、細孔直径とは別の指標としての吸着可能な目的被吸着物質（分子）の大きさを示す指標と考えられる排除限界分子量に着目すると、例えば、比表面積が同等の試作例２と試作例８とでは排除限界分子量がＰＦＯＡの分子量により近似している試作例２においてより優れたＰＦＯＡの脱離性能が発揮された。このことから、超高温水による高温溶媒脱離法によってペル及びポリフルオロアルキル化合物を活性炭から脱離させる際には、用いられる活性炭の排除限界分子量が目的被吸着物質（ここではＰＦＯＡ）の分子構造や分子量に適していることも好ましい条件であると考えられる。排除限界分子量が大きすぎると、目的被吸着物質が活性炭の細孔の奥深くに入り込み、目的吸着物質が脱離しにくくなるのではないかと考えられる。このため、超高温水による高温溶媒脱離法によって短時間かつ高効率に活性炭に吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物が脱離されるためには、適度な排除限界分子量を備えることが好ましい。

【0129】

以上を踏まえて吸着性能と脱着性能の双方とも良好な試作例１～３，５，７から超高温水による高温溶媒脱離法に適した活性炭の物性をそれぞれ検討すると、細孔直径のモード径は０．５０～０．７０ｎｍ程度と規定されるのがよいと考えられる。ＢＥＴ比表面積は、ペル及びポリフルオロアルキル化合物を回収する活性炭の基礎的な吸着性能確保の観点から１１００ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１２００ｍ^２／ｇ以上とされるのがよく、吸着されたペル及びポリフルオロアルキル化合物吸着の脱離・回収の観点から１８００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１４００ｍ^２／ｇ以下程度と規定されるのがよいと考えられる。表面酸化物量は、０．１０～０．５０ｍｅｑ／ｇ、より好ましくは０．１６～０．５０ｍｅｑ／ｇ程度と規定されるのがよいと考えられる。全細孔容積は、吸着性能と超高温水による高温溶媒脱離法に適した吸脱着性能とを考慮して０．４０～０．７５ｃｍ^３／ｇ、より好ましくは０．４５～０．６０ｃｍ^３／ｇ程度と規定されるのがよいと考えられる。排除限界分子量は、超高温水による高温溶媒脱離法に適し、かつ分子量が小さい有機フッ素化合物から分子量の大きい有機フッ素化合物まで目的被吸着物質とすることを考慮して１０１３以下、好ましくは５８９以下、さらに好ましくは４５３以下と規定されるのがよいと考えられる。

【0130】

［高温溶媒脱離法］
次に、高温溶媒脱離法について、後述の溶媒１～４を用いて溶媒の種類を検討した。当該試験では、繊維状活性炭（試作例１）を２０．５ｍｍφに切り抜き、厚みが１１ｍｍとなるように重ねてステンレス製カラム（株式会社巴製作所製、「ＥＳ０２０００５０」、５０ｍｍ×２０ｍｍ Ｉ．Ｄ．）に充填した。また、活性炭に吸着させる試薬として下記の試薬を用意し、超純水にて溶解させることで１０００ｐｐｔに調製して混合試料溶液とした。
・ＰＦＯＡ：Ｗｅｌｌｉｎｇｔｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製、Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ－ｎ－ｏｃｔａｎｏｉｃ ａｃｉｄ
・Ｌ－ＰＦＯＳ（ＰＦＯＳ）：Ｗｅｌｌｉｎｇｔｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製、Ｓｏｄｉｕｍ ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ－１－ｏｃｔａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ
・ＦＨＥＴ（６：２ＦＴＯＨ）：Ｗｅｌｌｉｎｇｔｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製、２－Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｈｅｘｙｌ ｅｈａｎｏｌ （６：２）

【0131】

ＨＰＬＣシステム（アジレント・テクノロジー株式会社製、「Ｇ１３１１Ａ」）を用いて、前記調製した混合試料溶液を３．１２ｍＬ／ｍｉｎで通液させ、ＨＰＬＣシステム出口から得られた水溶液の化合物濃度を液体クロマトグラフ質量分析（ＬＣ－ＭＳＭＳ）及びガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ－ＭＳＭＳ）により測定し、ＨＰＬＣシステム出口での化合物濃度を１０００ｐｐｔ程度で安定させた後、活性炭が充填されたカラムをＨＰＬＣシステムに接続させた。なお、液体クロマトグラフ質量分析では、液体クロマトグラフ分析計（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、Ｗａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｉ－Ｃｌａｓｓ ＰＬＵＳ）、質量分析計（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、Ｘｅｖｏ ＴＱ－Ｓ ｍｉｃｒｏ）を使用した。また、ガスクロマトグラフ質量分析では、ガスクロマトグラフ分析計（アジレントテクノロジー株式会社製、８９９０ ＧＣ Ｓｙｓｔｅｍ）、質量分析計（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、Ｘｅｖｏ ＴＱ－Ｓ ｍｉｃｒｏ）を使用した。

【0132】

カラム中の活性炭に対して混合試料溶液を常温、３．１２ｍＬ／ｍｉｎの条件で２４時間連続で通液させて、カラム中の活性炭に化合物を吸着させた。２４時間時点でカラム下流から得られる水溶液をＬＣ－ＭＳＭＳ、ＧＣ－ＭＳＭＳにより分析して、化合物が破過せずに全て吸着されていることを確認した後、カラムを取り外した。続いて、ＨＰＬＣシステムの経路に３．１２ｍＬ／ｍｉｎで脱着用の溶媒（後述の溶媒１～４）を通液させ、ＨＰＬＣシステムの経路を脱着溶媒に置換させた後、化合物を吸着させた活性炭が充填されたカラムをＨＰＬＣシステムに接続させた。カラム中の活性炭に対し、脱着溶媒を３．１２ｍＬ／ｍｉｎで通液させるとともに、ＨＰＬＣシステムの配管内を３ＭＰａに加圧して脱離溶媒を２００℃まで昇温させた高温溶媒として３０分間通液させた後、通液を停止させた。

【0133】

カラム内から活性炭を取り出し、吸着されずに活性炭に残存した化合物を有機溶媒で抽出させた。活性炭からの化合物の抽出では、まず取り出した活性炭を容器Ａ（ＡＧＣテクノグラス株式会社製、遠沈管 １５ｍＬ）に導入させてジクロロメタン／酢酸エチル＝１／１を１０ｍＬ加えて１時間浸漬させた。次に、この容器を室温（２０～２５℃）、２５０ｒｐｍの条件で３０分間振とうさせ、容器中の抽出液を容器Ｂへ移した。この操作を合計３回行って約１５ｍＬの抽出液が充填された容器Ｂ，容器Ｃを得た。

【0134】

２本の抽出液に対してそれぞれ窒素ガスを吹き付けて３５℃で約７ｍＬまで濃縮させた後、容器Ｂに全量をまとめ、容器Ｃを少量（３００～３５０μＬ）のジクロロメタン／酢酸エチル＝１／１で３回洗浄して容器Ｂへ移した。容器Ｂの抽出液をさらに濃縮させた後、ジクロロメタン／酢酸エチル＝１／１で１０ｍＬに定容させた。この抽出液を希釈してＬＣ－ＭＳＭＳ、ＧＣ－ＭＳＭＳのＭＲＭモードで測定し、ジクロロメタン／酢酸エチルで抽出された化合物を定量した。

【0135】

次に、ジクロロメタン／酢酸エチルで抽出後の活性炭が入っている容器Ａに、１％のアンモニウムイオン（ＮＨ_４ ^＋）が含有されたメタノールを１０ｍＬ加えて１時間浸漬させ、上記化合物の抽出と同様の手順で活性炭から化合物を抽出させてその化合物量を定量した。

【0136】

活性炭への化合物吸着量をＷ_Ａ（ｎｇ）、カラム接続前に測定した化合物濃度をＣ（ｐｇ／ｍＬ）とし、流量が３．１２ｍＬ／ｍｉｎ、通液時間が２４時間の場合、化合物吸着量Ｗ_Ａは下記式（ｉｖ）から算出することができる。また、ジクロロメタン／酢酸エチルで抽出された化合物量とアンモニウムイオンで抽出された化合物量とを加算して得られた値を脱着後の活性炭に残存した化合物量Ｗ_Ｂ（ｎｇ）として、活性炭の高温溶媒脱離法による脱着率（％）は下記式（ｖ）から算出することができる。そこで、各溶媒１～４での脱着率（％）を後述の表６に示す。

【0137】

【数4】

【0138】

【数5】

【0139】

［溶媒］
・溶媒１：超純水（ＥＬＧＡ ＬａｂＷａｔｅｒ社製 ＰＵＲＥＬＡＢ ｆｌｅｘで作製）
・溶媒２：１０％エタノール混合溶媒（関東化学株式会社製 エタノール１００ｍＬを超純水９００ｍＬに添加して調製）
・溶媒３：３０％エタノール混合溶媒（関東化学株式会社製 エタノール３００ｍＬを超純水７００ｍＬに添加して調製）
・溶媒４：５０％エタノール混合溶媒（関東化学株式会社製 エタノール５００ｍＬを超純水５００ｍＬに添加して調製）

【0140】

【表6】

【0141】

［結果と考察（４）］
表６から理解されるように、ＰＦＯＡ脱着率では各溶媒１～４のいずれも極めて良好な結果が得られた。ＰＦＯＳ脱着率では、超純水である溶媒１と比較してエタノールの混合溶媒である溶媒２～４で脱離効率の向上がみられた。６：２ＦＴＯＨ脱着率では、超純水である溶媒１や低濃度（１０％）のエタノールの混合溶媒である溶媒２と比較して溶媒２より高濃度（３０％，５０％）のエタノールの混合溶媒である溶媒３，４で脱離効率の向上がみられた。

【0142】

このことから、高温溶媒による脱離法においては、溶媒の種類を問わず活性炭から分子量が大きい有機フッ素化合物を想定したＰＦＯＡを高効率で脱離させることができると考えられる。また、有機溶媒を含む混合溶媒を用いることにより、他の分子量が大きい有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ）であっても有効に脱離させることができると考えられる。さらに、所定濃度以上の有機溶媒を含む溶媒を用いることにより、分子量の大小を問わず有機フッ素化合物を高効率で脱離させることができると考えられる。実施例の結果から、有機溶媒の濃度は２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましいと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0143】

本発明の活性炭からのペル及びポリフルオロアルキル化合物の脱離方法は、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質を含むペル及びポリフルオロアルキル化合物が吸着された活性炭から、短時間に高効率でペル及びポリフルオロアルキル化合物を脱離させることができる。このことから、本発明の脱離方法では、ＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質を除去（吸着）した活性炭から、有害物質を高効率で回収（脱離）が可能であるため、当該有害物質を含む廃棄物の処理に際して、有害物質の回収（脱離）、濃縮が可能となる。そのため、従来の焼却処分によるＰＦＯＳやＰＦＯＡ等の有害物質の自然界への再放出の懸念を解消し得る代替としての処理方法として有望である。