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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】炭素質材料及びその製造方法、並びに吸着フィルター
(51)【国際特許分類】
B01J 20/20 20060101AFI20240312BHJP
B01J 20/28 20060101ALI20240312BHJP
C01B 32/30 20170101ALI20240312BHJP
B01D 53/04 20060101ALI20240312BHJP
B01D 53/72 20060101ALI20240312BHJP
B01D 53/92 20060101ALI20240312BHJP
【ＦＩ】
B01J20/20 A
B01J20/28 Z
C01B32/30
B01D53/04
B01D53/72
B01D53/92 280
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023201660
(22)【出願日】2023-11-29
【審査請求日】2023-11-29
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】591147694
【氏名又は名称】大阪ガスケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100140486
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】小林 綾
(72)【発明者】
【氏名】藤井 典子
(72)【発明者】
【氏名】清家 尚也
(72)【発明者】
【氏名】植田 興
(72)【発明者】
【氏名】浅田 拓哉
【審査官】瀧 恭子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－１３２３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０１２３１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０９３３９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－１５１０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２２９７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１４３３５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／２８；２０／３０－２０／３４
Ｃ０１Ｂ ３２／００－３２／９９１
Ｂ０１Ｄ ５３／００－５３／９６
Ｃ０２Ｆ １／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である、炭素質材料。
【請求項2】
よう素吸着量が７１０ｍｇ／ｇ以上１，５００ｍｇ／ｇ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項3】
前記細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合が６１％以上９２％以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項4】
ミクロ孔の平均細孔径が０．６０ｎｍ以上０．８０ｎｍ以下である、請求項１に記載の炭素質材料。
【請求項5】
ｎ－ブタン、イソブタン、１，２－ブタジエン、及び１，３－ブタジエンからなる群より選ばれる少なくとも１種の吸着に用いられる、請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料。
【請求項6】
原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、前記炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料の製造方法。
【請求項7】
前記賦活物を洗浄する洗浄工程を更に含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項8】
前記原料が、ヤシ殻である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項9】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素質材料を含む、吸着フィルター。
【請求項10】
前記吸着フィルターが自動車用である、請求項９に記載の吸着フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素質材料及びその製造方法、並びに吸着フィルターに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車排出ガス中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は、アルデヒドなどの有害物質を含むだけでなく、光化学反応によって有害物質を生成する原因ともなる。排出量が多く光化学反応を起こしやすいＶＯＣとしては、例えば、ｎ－ブタン及びイソブタンのようなブタン、並びに１，２－ブタジエン及び１，３－ブタジエンのようなブテン（以下、本明細書において、これらのブタン及びブテンを包括して単に「ブタン類」とも称する）が挙げられる。ブタン類は走行環境において車内空間に流入し、運転者に対する健康への悪影響や、臭気による不快感を与える。そのため、自動車には、通常、これらの物質に対する吸着材として活性炭を組み込んだ自動車用フィルターが備えられている。
【0003】
そのようなフィルター用の吸着材として、例えば、特許文献１において、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ２／ｇ以上１３００ｍ２／ｇ以下である活性炭に芳香族アミノスルホン酸と特定の有機酸とを所定量で添着させた複合ガス吸着材が記載されている。引用文献１の吸着材は、アルデヒド及びブタンを含有する複合ガスの吸着を目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１１－１４３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の吸着材において、アセトアルデヒドは、活性炭の吸着特性に関係なく、添着物質により高い除去性能を得ているが、ブタンは、活性炭の吸着特性である比表面積のみを制御することで除去性能を得ている。しかし、比表面積のみの制御では、ブタン吸着に有効な小さなミクロ孔を制御することができず、高いブタン除去性能を得ることができない。
【0006】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ブタン類に対して高い吸着性能を有する炭素質材料及びその製造方法、並びに吸着フィルター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】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、細孔容積、充填密度、及びリアクティブブラック５価がそれぞれ特定の範囲にある炭素質材料が、ブタン類に対して高い吸着性能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
本発明は、以下の実施態様を含む。
［１］窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である、炭素質材料。
［１］窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である、炭素質材料。
【0009】
［２］よう素吸着量が７１０ｍｇ／ｇ以上１，５００ｍｇ／ｇ以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0010】
［３］前記細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合が６１％以上９２％以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0011】
［４］ミクロ孔の平均細孔径が０．６０ｎｍ以上０．８０ｎｍ以下である、［１］に記載の炭素質材料。
【0012】
［５］ｎ－ブタン、イソブタン、１，２－ブタジエン、及び１，３－ブタジエンからなる群より選ばれる少なくとも１種の吸着に用いられる、［１］～［４］のいずれかに記載の炭素質材料。
【0013】
［６］原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、前記炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む、［１］～［４］のいずれかに記載の炭素質材料の製造方法。
【0014】
［７］前記賦活物を洗浄する洗浄工程を更に含む、［６］に記載の製造方法。
【0015】
［８］前記原料が、ヤシ殻である、［６］に記載の製造方法。
【0016】
［９］［１］～［４］のいずれかに記載の炭素質材料を含む、吸着フィルター。
【0017】
［１０］前記吸着フィルターが自動車用である、［９］に記載の吸着フィルター。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、ブタン類に対して高い吸着性能を有する炭素質材料及びその製造方法、並びに吸着フィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について、詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。
【0021】
［炭素質材料］
本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である。
本実施形態の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である。
【0022】
炭素質材料が、このような要件を備えることにより、ブタン類に対して高い吸着性能を有する。そのため、本実施形態の炭素質材料は、ブタン類を除去するための吸着フィルターに好適である。ブタン類としては、ｎ－ブタン、及びイソ－ブタンなどのブタン、並びに１，２－ブタジエン、１，３－ブタジエンなどのブテンが挙げられる。
【0023】
炭素質材料において、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）（以下、単に「細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」とも称する）は、０．２３ｃｍ3／ｇ以上０．３５ｃｍ3／ｇ以下である。炭素質材料は、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積が特定の範囲にあるため、分子サイズが比較的小さなブタン類に対して優れた吸着性能を有する。すなわち、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積が０．２３ｃｍ3／ｇ以上であることで、分子サイズの比較的小さい物質の除去に適した小さな細孔容積が十分となり、ブタン類に対する吸着性能が著しく向上する。また、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積が０．３５ｃｍ3／ｇ以下であることで、ブタン類の分子サイズよりも小さい物質に適する細孔容積の存在量が少なくなり、その分、ブタン類に適する細孔容積が多くなる。そのため、ブタン類に対する吸着性能が著しく向上する。
【0024】
本明細書において、炭素質材料が有する細孔は、ＩＵＰＡＣ（国際純正応用化学連合）の分類基準に準拠し、その細孔径（直径）に応じて、細孔径が２．０ｎｍ未満の細孔をミクロ孔とし、細孔径が２．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ以下の細孔をメソ孔とし、細孔径が５０．０ｎｍを超える細孔をマクロ孔と分類する。ミクロ孔は、メソ孔よりも小さな細孔であり、分子サイズの比較的小さなブタン類の吸着に有効である。
【0025】
本明細書において、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積は、ＱＳＤＦＴ法（急冷固体密度汎関数法）によって算出される。ＱＳＤＦＴ法とは、幾何学的・化学的に不規則なミクロポーラス・メソポーラスな炭素の細孔径解析を対象とした、約０．５ｎｍ以上約４０ｎｍ以下の細孔径分布の計算ができる解析手法である。ＱＳＤＦＴ法は、細孔表面の粗さと不均一性による影響が明瞭に考慮されているため、細孔径分布解析の正確さが大幅に向上した手法である。細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0026】
細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積は、好ましくは０．２３５ｃｍ3／ｇ以上０．３００ｃｍ3／ｇ以下であり、より好ましく０．２４０ｃｍ3／ｇ以上０．２７０ｃｍ3／ｇ以下である。細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0027】
炭素質材料において、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度（以下、単に「充填密度」とも称する）は、０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下である。充填密度は、炭素質材料の細孔容積の影響を大きく受ける。そのため、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が９．０μｍ以上１１．０μｍ以下に調整された炭素質材料を用いて、その充填密度を測定した場合、その充填密度の値は、炭素質材料の保有する細孔容積の指標となる。充填密度が上記範囲にあることで、炭素質材料は、ブタン類に対する吸着性能をより高いレベルで実現できる傾向にある。充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上であることで、炭素質材料の細孔が大きくなりすぎず、ブタン類の吸着に対して有効な細孔を多く保有することができる。充填密度が０．６５ｇ／ｍＬ以下であることで、ブタン類の吸着に寄与する細孔が十分に存在する傾向にある。充填密度の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0028】
充填密度は、好ましくは０．５０ｇ／ｍＬ以上０．６３ｇ／ｍＬ以下であり、より好ましく０．５２ｇ／ｍＬ以上０．６０ｇ／ｍＬ以下である。充填密度の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0029】
炭素質材料のリアクティブブラック５価は、３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である。リアクティブブラック５は、下記式（１）で表される染料であり、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック－５とも称される。
【0030】
【化1】
【0031】
リアクティブブラック５は、その分子量が９９５．８８と大きく、嵩高い構造を有するため、リアクティブブラック５価は、炭素質材料が有する大きな細孔における累積細孔容積の指標となる。炭素質材料は、リアクティブブラック５価が上記範囲にあることで、ブタン類に対して、高い吸着性能を発揮する。リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上であることで、炭素質材料が有する細孔のうち、ブタン類を吸着し難い比較的大きな細孔が少なくなる。そのため、ブタン類に対する吸着に有効な細孔容積が大きくなり、その結果、ブタン類に対する吸着性能が著しく向上する。また、リアクティブブラック５価が６０．０ｇ／Ｌ以下であることで、炭素質材料は、ブタン類の吸着に有効な細孔量を保持できる。そのため、ブタン類に対する吸着性能が著しく向上する。
【0032】
リアクティブブラック５価は、例えば、次のようにして算出することができる。すなわち、まず、紫外可視分光光度計を用いて、波長５９４ｎｍ及び光路長（セル長）１０ｍｍの条件にて、リアクティブブラック５を含む試験液と、その試験液に炭素質材料を混合し十分にリアクティブブラック５を炭素質材料に吸着させた後に、リアクティブブラック５が吸着した炭素質材料を除去して得られる残液の、それぞれの吸光度を測定する。そして、これらの吸光度を用いて、残液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率（％）と、炭素質材料１ｇ当たりのリアクティブブラック５の吸着量（／ｇ）とを算出する。リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）は、これらの値を用いて、１Ｌの試験液中のリアクティブブラック５を９９％除去するために必要な炭素質材料の量として算出する。なお、リアクティブブラック５価の測定において、炭素質材料としては、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が９．０μｍ以上１１．０μｍ以下に調整された炭素質材料を用いることが好ましい。本明細書において、５０％粒子径（Ｄ５０）は、レーザー回折光散乱法粒度分布測定装置を用いて、体積基準のメジアン径として測定される値を称する。リアクティブブラック５価の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0033】
リアクティブブラック５価は、好ましくは１０．０ｇ／Ｌ以上５５．０ｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは１５．０ｇ／Ｌ以上５０．０ｇ／Ｌ以下であり、更に好ましくは２０．０ｇ／Ｌ以上４０．０ｇ／Ｌ以下であり、更により好ましくは２２．０ｇ／Ｌ以上３０．０ｇ／Ｌ以下である。リアクティブブラック５価の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0034】
炭素質材料のよう素吸着量は、好ましくは７１０ｍｇ／ｇ以上１，５００ｍｇ／ｇ以下であり、より好ましくは７５０ｍｇ／ｇ以上１，３００ｍｇ／ｇ以下であり、更に好ましくは８００ｍｇ／ｇ以上１，１２０ｍｇ／ｇ以下である。よう素吸着量の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0035】
よう素吸着量は、炭素質材料に存在する、ブタン類を物理吸着することが可能な細孔の表面積の指標である。炭素質材料のよう素吸着量が上記範囲にあることで、炭素質材料は、ブタン類に対して、高い吸着性能を発揮する。よう素吸着量が７１０ｍｇ／ｇ以上であることで、炭素質材料の細孔容積が小さくなりすぎず、ブタン類の吸着に対して有効な細孔を多く保有することができる。よう素吸着が１，５００ｍｇ／ｇ以下であることで炭素質材料の細孔が大きくなりすぎず、ブタン類の吸着に対して有効な細孔を多く保有することができる。
【0036】
よう素吸着量は、ＪＩＳ Ｋ １４７４（２０１４年）に準拠して測定及び算出される。よう素吸着量における具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0037】
炭素質材料において、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合は、好ましくは６１％以上９２％以下であり、より好ましくは７０％以上９０％以下であり、更に好ましくは７３％以上８９％以下である。その細孔容積の割合の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0038】
細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合は、炭素質材料が保有する小さな細孔の割合である。細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合が６１％以上であると、ブタン類に対して有効な小さな細孔を多く保有し、高い吸着性能を発揮する傾向にある。細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合が９２％以下であると、細孔径が小さくなりすぎず、ブタン類の吸着に有効な細孔を多く保有するため、高い吸着性能を発揮する傾向にある。
【0039】
細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合は、細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積に対する、細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の比率で求められる。細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。
【0040】
炭素質材料のミクロ孔の平均細孔径は、好ましくは０．６０ｎｍ以上０．８０ｎｍ以下であり、好ましくは０．６１ｎｍ以上０．７５ｎｍ以下であり、より好ましくは０．６３ｎｍ以上０．７０ｎｍ以下である。平均細孔径の範囲が上記範囲にあると、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にある。
【0041】
ミクロ孔の平均細孔径とは、炭素質材料におけるミクロ孔の細孔径の平均値である。平均細孔径が上記範囲にあると、炭素質材料は、ブタン類の吸着に有効な細孔をより好適に保有できる傾向にある。
【0042】
ミクロ孔の平均細孔径は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の比表面積（ｍ２／ｇ）（以下、単に「ミクロ孔の比表面積」とも称する）と、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／g）（以下、単に「ミクロ孔の細孔容積」とも称する）とを用いて、下記式（２）により算出される。平均細孔径の具体的な測定及び算出方法は、実施例を参照すればよい。なお、ミクロ孔の平均細孔径の測定及び算出に際しては、細孔径が２．０ｎｍの細孔もミクロ孔とした。
ミクロ孔の平均細孔径(ｎｍ）＝（ミクロ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／ミクロ孔の比表面積（ｍ２／ｇ））×２０００・・・（２）
ミクロ孔の平均細孔径(ｎｍ）＝（ミクロ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／ミクロ孔の比表面積（ｍ２／ｇ））×２０００・・・（２）
【0043】
炭素質材料の形状は、用途によっても異なり、特に限定されない。そのような形状としては、例えば、粉末状、塊状、破砕状、球状、円柱、楕円球状、歪曲状、楕円柱、楕円錐台、並びに三角柱、四角柱、五角柱、及び六角柱などの多角柱などの棒状、糸状、中実ペレット及び中空ペレットなどのペレット状、粉末状等の破砕状、基板状（シート状）、織り布（クロス）状、フェルト状等の繊維状、及びブロック状等が挙げられる。
【0044】
炭素質材料の形状としては、公知の吸着フィルターにおける炭素質材料として適用可能な形状とすることが好ましい。そのような形状としては、例えば、球状、楕円球状、歪曲状、棒状、糸状、ペレット状、粉末状等の破砕状、基板状（シート状）、織り布（クロス）状、繊維状、及びブロック状が挙げられる。これらの形状は、具体的使用態様に応じて適宜選択することできる。これらの中でも、単位体積当たりの吸着性能が高いことから、炭素質材料の形状は、破砕状が好ましく、粉末状がより好ましい。粉末状の炭素質材料である場合、その寸法は特に限定されず、具体的使用態様に応じて適宜粒度等を調整すればよい。
【0045】
本明細書において、破砕状とは、形状が一定ではなく、通常、角のある任意の形状をもつ粒子を称する。また、粉末状とは、例えば、微粉状、粉状、細粒状、及び顆粒状の粉体を称し、通常、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）は、１μｍ以上１５０μｍ以下である。
【0046】
例えば、炭素質材料を自動車用の吸着フィルターとして用いる場合、その形状は、好ましくは、粉末状、粒状、ペレット状、及び繊維状である。炭素質材料が、そのような形状であると、シート加工及びプリーツ充填加工により供し易く、好適なフィルターを得ることができる。そのため、炭素質材料は、得られるフィルターから流出し難く、吸着フィルターとして好適に使用できる傾向にある。
【0047】
炭素質材料としては、活性炭であることが好ましい。
【0048】
［炭素質材料の製造方法］
本実施形態の炭素質材料は、公知の製造方法によって得ることができる。
本実施形態の炭素質材料は、公知の製造方法によって得ることができる。
【0049】
そのような方法としては、例えば、熱分解法、賦活法、被覆法、及び蒸着法等を挙げることができる。製造方法としては、賦活法を用いることが好ましい。それらの製造方法を用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0050】
本実施形態の炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程と、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程と、を含む。本実施形態の炭素質材料の製造方法は、賦活物を洗浄する洗浄工程を含むことが好ましい。
【0051】
（炭化工程）
炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程を含む。
原料としては、所望の炭素質材料を得ることができる材料であれば特に限定されない。原料としては、例えば、木材、木粉、ヤシ殻などの果実殻、パーム核、梅、及び桃等の種子、パルプ製造時の副産物、バガス、廃糖蜜、石炭（泥炭、亜炭、褐炭、及び瀝青炭など）、無煙炭、石油蒸留残渣成分、石油ピッチ、コークス、及びコールタールなどの植物系原料又は化石系原料；フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、レゾルシノール樹脂、セルロイド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミド樹脂などの各種合成樹脂；ポリブチレン、ポリブタジエン、及びポリクロロプレンなどの合成ゴム；その他合成木材；合成パルプなどが挙げられる。これらの原料は、単独で用いることもでき、要求仕様に応じて、２種以上を任意の比率で混合して使用することもできる。
炭素質材料の製造方法は、原料を炭化して炭化物を得る炭化工程を含む。
原料としては、所望の炭素質材料を得ることができる材料であれば特に限定されない。原料としては、例えば、木材、木粉、ヤシ殻などの果実殻、パーム核、梅、及び桃等の種子、パルプ製造時の副産物、バガス、廃糖蜜、石炭（泥炭、亜炭、褐炭、及び瀝青炭など）、無煙炭、石油蒸留残渣成分、石油ピッチ、コークス、及びコールタールなどの植物系原料又は化石系原料；フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、レゾルシノール樹脂、セルロイド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミド樹脂などの各種合成樹脂；ポリブチレン、ポリブタジエン、及びポリクロロプレンなどの合成ゴム；その他合成木材；合成パルプなどが挙げられる。これらの原料は、単独で用いることもでき、要求仕様に応じて、２種以上を任意の比率で混合して使用することもできる。
【0052】
原料は、天然物であることが好ましく、ヤシ殻であることがより好ましい。そのような原料を用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0053】
原料は、必要に応じて、添加剤等を含んでもよい。また、添加物等は、必要に応じて、炭化物に加えてもよい。
【0054】
そのような添加剤等としては、例えば、水、コールタール、無水タール、硬質ピッチ、コールタール系ピッチ、及び石油系ピッチが挙げられる。添加剤等は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
添加剤等は、それぞれ、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１．０質量部以上５０．０質量部以下で配合される。また、添加剤等の合計量は、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１質量部以上１００質量部以下である。原料又は炭化物と、添加剤と、を混合するに際しては、必要に応じて、予め原料又は炭化物中の酸素量を、原料又は炭化物１００質量％に対して、１．０質量％以上２０．０質量％以下の範囲で調節してもよい。酸素量の調節は、例えば、１５０℃以上３００℃以下の加熱下で、原料又は炭化物と、酸素と、を混合することで行うことができる。
添加剤等は、それぞれ、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１．０質量部以上５０．０質量部以下で配合される。また、添加剤等の合計量は、原料又は炭化物１００質量部に対して、通常１質量部以上１００質量部以下である。原料又は炭化物と、添加剤と、を混合するに際しては、必要に応じて、予め原料又は炭化物中の酸素量を、原料又は炭化物１００質量％に対して、１．０質量％以上２０．０質量％以下の範囲で調節してもよい。酸素量の調節は、例えば、１５０℃以上３００℃以下の加熱下で、原料又は炭化物と、酸素と、を混合することで行うことができる。
【0055】
炭素質材料の製造方法では、原料を炭化させる前に、原料を粉砕あるいは成型してもよい。そのような方法としては、例えば、原料を炭化させる前に、原料を公知の粉砕機を用いて粉末状又は粒状に粉砕した後、炭化を行う方法が挙げられる。また、原料を炭化させる前に、原料を公知の方法でペレット状に成型した後、炭化を行う方法が挙げられる。
【0056】
原料の形状を粉末状とした場合、粉末の粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）は、好ましくは１μｍ以上１５０μｍ以下である。原料の形状を粒状とした場合、粒の粒度（Ｄ５０）は、好ましくは１５０μｍ以上２０００μｍ以下である。原料の形状をペレット状とした場合は、ペレットの粒度（Ｄ５０）は、好ましくは２０００μｍ以上３０００μｍ以下である。
【0057】
原料の炭化方法は、特に限定されず、例えば、無酸素の条件で３００℃以上９００℃以下、好ましくは４００℃以上８００℃以下まで加熱する方法が挙げられる。
【0058】
炭化時間は、原料、及び炭化を行う設備によって適宜設定できる。炭化時間としては、例えば、１５分以上２０時間以下であり、好ましくは３０分以上１０時間以下である。炭化処理は、例えば、流動炉などの公知の製造設備を用いて行うことができる。また、炭化処理は、空気を排除して減圧下で行ってもよく、窒素雰囲気下で行ってもよい。
【0059】
炭素質材料の製造方法では、公知の粉砕機を用いて、炭化物を粉末状又は粒状に粉砕してもよい。また、公知の方法を用いて、炭化物をペレット状に成型してもよい。これらにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を一層容易に製造できる傾向にある。炭素質材料の製造方法では、炭化物を粉末状又は粒状に粉砕した後、あるいはペレット状に成形した後、必要に応じて粉末状の炭化物に添加剤等を加えて公知の方法で混練し、得られた混練物を公知の方法で成型してもよい。
【0060】
炭化物の形状を粉末状、粒状、又はペレット状とした場合、炭化物のそれぞれの粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）の好ましい範囲は、上記の原料の形状を粉末状、粒状、又はペレット状とした場合の好ましく範囲と同じである。
【0061】
炭素質材料の製造方法では、公知の方法を用いて、炭化物、粉末状又は粒状の炭化物、混練物、粉末状又は粒状の混練物を、円柱ペレット状に成型してもよい。これにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を一層容易に製造できる傾向にある。
炭化物の形状を円柱ペレット状とした場合、円柱ペレットの直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、円柱ペレットのアスペクト比（直径：高さ）は、好ましくは１：１～１：１０である。
炭化物の形状を円柱ペレット状とした場合、円柱ペレットの直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、円柱ペレットのアスペクト比（直径：高さ）は、好ましくは１：１～１：１０である。
【0062】
上記炭化工程により、原料の炭化物が得られる。
【0063】
炭素質材料の製造方法は、炭化工程の後に、炭化物を洗浄処理及び／又は乾燥処理等を行う、洗浄工程及び／又は乾燥工程を有してもよい。これらの工程における条件は、特に限定されず、公知の条件を採用できる。また、下記の洗浄工程及び乾燥工程を参照してもよい。
【0064】
（賦活工程）
炭素質材料の製造方法は、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程を含む。
炭素質材料の製造方法は、炭化物を賦活処理して賦活物を得る賦活工程を含む。
【0065】
賦活処理としては、公知の方法を採用できる。
【0066】
賦活処理は、ロータリーキルン、流動炉、及びスリープ炉（縦型炉)などの公知の製造設備を用いることができる。また、賦活処理は、空気を排除して減圧下で行ってもよく、窒素雰囲気下で行ってもよい。
【0067】
賦活処理は、流動炉を用いて行うことが好ましい。流動炉は、炭化物と活性ガスとを効率よく接触させることできることから、メソ孔が発達せず、ミクロ孔を炭素質材料に多く付与でき、特に、細孔径が０．８０ｎｍ以下の細孔を短時間で効率よく炭素質材料に付与できる傾向にある。
【0068】
流動炉を用いて賦活処理を行う場合、流動炉に投入される炭化物は、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、好ましくは７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ）篩上１０メッシュ篩下（目開き寸法：１．５４ｍｍ）の粒度を有し、より好ましくは７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ）篩上１４メッシュ篩下（目開き寸法：１．３１ｍｍ）の粒度を有する。炭化物の粒度が上記範囲にあることにより、炭化物の賦活の進行に伴って質量が軽くなった賦活物が、流動炉内により留まり、賦活をより効率的に行うことが可能となる。炭化物としては、炭化工程の前に予め所望のサイズに原料を切断することで粒度を調整した炭化物を用いてもよく、炭化物を所望のサイズに破砕分級することで粒度を調整した炭化物を用いてもよい。
【0069】
賦活処理の方法としては、例えば、水蒸気ガス、酸素ガス、及び二酸化炭素ガスなどの活性ガスによる方法が挙げられる。賦活方法として活性ガスを用いることで、ミクロ孔を多く有し、特に、細孔径が０．８０ｎｍ以下の細孔をより多く有する炭素質材料をより容易に得ることができる傾向にある。なお、活性ガスと共に窒素などの不活性ガスを併用してもよい。
【0070】
活性ガスとしては、水蒸気ガス、酸素ガス、及び二酸化炭素ガスからなる群より選ばれる１種以上を用いることが好ましく、水蒸気ガス、酸素ガス、及び二酸化炭素ガスの全てを用いることがより好ましい。
【0071】
水蒸気ガスは、より十分な反応速度を有し、生産効率をより低下させずに反応速度をより制御できる傾向にある。また、水蒸気ガスを用いることで、ミクロ孔を炭素質材料に多く付与でき、特に、細孔径が０．８０ｎｍ以下の細孔の割合を炭素質材料に多く付与できる傾向にある。そのため、ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料を好適に製造できる傾向にある。
【0072】
通常、賦活反応は吸熱反応であるため、賦活反応をより効率的に進行させるためには、一定以上の熱量が必要である。その熱量を維持するため、活性ガスには、水蒸気ガスと共に、酸素ガスを用いることが好ましい。賦活反応時に発生する揮発性ガスが酸素ガスと反応し燃焼することで、賦活に必要な熱量を維持することが可能となる。なお、揮発性ガスとしては、例えば、炭化物を賦活することによって発生する水素ガス及び一酸化炭素ガスなどの可燃性ガスが挙げられる。
【0073】
活性ガスとして、過剰量の酸素ガスが流動炉に導入されると、揮発性ガスと反応しない余分な酸素ガスが生じる。その余分な酸素ガスは、炭化物と燃焼反応し、炭素質材料の細孔を破壊するおそれがある。そのため、賦活処理は、酸素ガスの量を好適な範囲に制御しながら行うことが好ましい。
【0074】
活性ガスとして水蒸気ガスと酸素ガスとを用いた場合、それらの割合は、酸素ガス１容量％に対して、好ましくは水蒸気ガスが５容量％以上１５容量％以下であり、より好ましくは水蒸気ガスが８容量％以上１２容量％以下である。それらの割合が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0075】
活性ガスとして、水蒸気ガスと酸素ガスと二酸化炭素ガスとを用いた場合、水蒸気のガス分圧は、１０容量％以上３０容量％以下であることが好ましく、１５容量％以上２５容量％以下であることがより好ましい。酸素ガス分圧は、０．５容量％以上５容量％以下であることが好ましく、１容量％以上４容量％以下であることがより好ましい。二酸化炭素ガス分圧は、１容量％以上１０容量％以下であることが好ましく、３容量％以上７容量％以下であることがより好ましい。なお、その他のガスとして、窒素などの不活性ガスが含まれていてもよい。その場合、不活性ガスの分圧は、５５容量％以上８８．５容量％以下であることが好ましく、６４容量％以上８１容量％以下であることがより好ましい。それらの割合が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0076】
活性ガスとして水蒸気ガスと酸素ガスとを用いた場合、それらの流量は、１分間当たり、合計量で１０リットル（Ｌ）以上３００リットル（Ｌ）以下であることが好ましい。
【0077】
賦活処理の時間は、原料、賦活温度、及び製造設備などの条件によって適宜設定できる。賦活時間としては、例えば、２０分間以上４８時間以下であり、好ましくは３０分間以上３６時間以下であり、より好ましくは４０分間以上２４時間以下であり、更に好ましく４５分間以上４８０分間以下であり、更により好ましく５０分間以上３６０分間以下である。賦活時間が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0078】
賦活処理の温度は、好ましくは７５０℃以上１，２００℃以下であり、より好ましくは８００℃以上１，１００℃以下であり、更に好ましくは８７０℃以上９５０℃以下である。賦活温度が上記範囲にあることにより、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0079】
賦活処理を行うための賦活装置としては、例えば、図１の模式断面図で示すような流動炉が挙げられる。
【0080】
図１に示すとおり、流動炉は、通常、最下層にガス導入口１～４と、その上層に配された流動層５と、その上層に配された可燃性ガスの燃焼層６と、その上層に配されたガス排出口８とを備える。ガス導入口１～４から導入されたガスは、ガスの主方向Ａに向かって送気され、流動層５と可燃ガスの燃焼層６とを通風しながら、ガス排出口８から排出される。流動層５には、原料である炭化物が装入され、流動層５内で賦活されることで炭素質材料が製造される。
【0081】
ガス導入口１～４は、水蒸気ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガス、及び窒素ガスのそれぞれのガスを流動炉に導入するための入口である。ガス導入口１～４は、それぞれ、水蒸気ガスの導入口、二酸化炭素ガスの導入口、窒素ガスの導入口、及び酸素ガスの導入口であることが好ましい。ガス導入口１～４がそのように配され、それぞれのガスが流動炉に導入されることにより、炭化物（原料）の賦活処理がより好適に進み、所望の炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。なお、図１では、ガス導入口が４つ配されているが、ガス導入口の数は、例えば、原料の種類、賦活の度合い、及び設備の大きさ等によって適宜設定できる。また、ガス導入口１～４に導入されるガス種も、例えば、原料の種類、賦活の度合い、及び設備の大きさ等によって適宜設定できる。
【0082】
図１に示すように、流動炉は、酸素含有ガスを導入するための酸素含有ガス導入口７を備えることが好ましい。酸素含有ガス導入口７より酸素含有ガスを流動炉内に導入することで、揮発性ガスを効率よく燃焼させることができる。それにより、燃焼熱が発生し、その燃焼熱によって流動層５内の温度をより上昇させることができ、賦活をより効率的に進めることができる。
また、揮発性ガスが、酸素含有ガスと効率よく燃焼することで、ガス導入口１～４から導入される酸素ガスは、過剰になり難くなる。その結果、酸素ガスは、炭化物との燃焼反応をより好適に抑制することができるため、炭素質材料の細孔をより制御し易くなる。
そのような理由から、所望の細孔及び比表面積を有する炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
また、揮発性ガスが、酸素含有ガスと効率よく燃焼することで、ガス導入口１～４から導入される酸素ガスは、過剰になり難くなる。その結果、酸素ガスは、炭化物との燃焼反応をより好適に抑制することができるため、炭素質材料の細孔をより制御し易くなる。
そのような理由から、所望の細孔及び比表面積を有する炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0083】
酸素含有ガス導入口７の位置は、流動炉内において、流動層５の上端に接しない位置にあり、可燃ガスの燃焼層６内に酸素含有ガスを導入できる位置にすることが好ましい。また、酸素含有ガス導入口７の向きは、ガスの主方向Ａと平行であり、ガスの主方向Ａと反対（すなわち、下流層側）にすることが好ましい。酸素含有ガス導入口７をそのように配することで、酸素含有ガスが、可燃ガスの燃焼層６内に好適に送風されるため、流動炉内の温度をより上昇させることが可能となる。それにより、より均一に炭化物を賦活させることができることから、所望の細孔径分布を有する炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0084】
流動炉の材質としては、流動炉に用いられる材質であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。
【0085】
このように、賦活装置として流動炉を用いることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料をより容易に製造できる傾向にある。
【0086】
上記賦活工程により、賦活物が得られる。
【0087】
炭素質材料の製造方法は、賦活工程の後に、賦活物を洗浄処理及び／又は乾燥処理等を行う、洗浄工程及び／又は乾燥工程等を有してもよい。これらの工程における条件は、特に限定されず、公知の条件を採用できる。また、下記の洗浄工程及び乾燥工程を参照してもよい。
【0088】
（洗浄工程）
炭素質材料は、賦活工程で得られた賦活物を洗浄する洗浄工程を経て得られることが好ましい。洗浄としては、水洗浄であることがより好ましい。そのような洗浄工程を経ることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
炭素質材料は、賦活工程で得られた賦活物を洗浄する洗浄工程を経て得られることが好ましい。洗浄としては、水洗浄であることがより好ましい。そのような洗浄工程を経ることで、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である炭素質材料を更に容易に製造できる傾向にある。
【0089】
洗浄における温度及び時間は、目的とする炭素質材料が得られるように適宜調整すればよい。
【0090】
（乾燥工程）
炭素質材料は、洗浄工程で得られた洗浄物を乾燥する乾燥工程を経て得られることが好ましい。
炭素質材料は、洗浄工程で得られた洗浄物を乾燥する乾燥工程を経て得られることが好ましい。
【0091】
乾燥方法としては、特に限定されず、自然乾燥、加熱乾燥、及び熱風乾燥などの公知の乾燥方法を用いることができる。乾燥方法としては、加熱及び／又は減圧する方法が好ましい。加熱にて乾燥する方法としては、乾燥ムラがなく、安定して乾燥できる点から、熱風による乾燥方法が好ましい。乾燥工程において、炭素質材料の水分率が２０．０質量％以下になるまで乾燥することが好ましく、１０．０質量％以下になるまで乾燥することがより好ましい。
【0092】
加熱方法としては、例えば、静置型の定温乾燥機；静置型の熱風乾燥機；真空乾燥機；回転式のエバポレーター；コニカルドライヤー、ナウタードライヤー等の混合式の乾燥機等による加熱方法が挙げられる。加熱温度は、炭素質材料が硬化し、かつ、融解しない温度であればよく、例えば、４０℃以上３００℃以下が好ましい。
【0093】
減圧方法としては、例えば、オイルポンプ、オイルレスポンプ、及びアスピレータ等を用いた減圧方法が挙げられる。減圧方法における圧力は、通常０．００００１ＭＰａ以上０．０５ＭＰａ以下である。
【0094】
乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常１分以上２０時間以下程度である。
【0095】
このようにして得られた炭素質材料は、そのまま用いてもよいし、必要に応じて公知の方法によって、破砕、粉砕、及び分級による粒子サイズの調節；例えば、水、有機溶剤、酸水溶液、及びアルカリ水溶液を用いた、追加の洗浄による高純度化；追加の熱処理を用いた耐久性付与及び構造調整を実施して、炭素質材料を得てもよい。
【0096】
［用途］
炭素質材料は、ブタン類を、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。そのような用途は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作が、適宜組み合わせる用途であってもよい。そのような用途としては、例えば、吸着フィルター、及び充填カラムが挙げられる。
炭素質材料は、ブタン類を、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。そのような用途は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作が、適宜組み合わせる用途であってもよい。そのような用途としては、例えば、吸着フィルター、及び充填カラムが挙げられる。
【0097】
炭素質材料は、ｎ－ブタン、イソブタン、１，２－ブタジエン、及び１，３－ブタジエンからなる群より選ばれる少なくとも１種のブタン類の吸着に好適に用いられる。炭素質材料は、ｎ－ブタン、及びイソブタンからなる群より選ばれる少なくとも１種の吸着により好適に用いられ、ｎ－ブタンの吸着に更に好適に用いられる。
【0098】
［ブタン類の吸着方法］
ブタン類の吸着方法は、炭素質材料に、ブタン類を吸着させる吸着工程を含む。ブタン類を吸着する方法としては、例えば、炭素質材料にブタン類を吸着させて、炭素質材料中にブタン類を濃縮させる方法が挙げられる。濃縮方法は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知のブタン類の吸着方法、濃縮方法、及び回収方法等と同様の工程を有していてもよい。
ブタン類の吸着方法は、炭素質材料に、ブタン類を吸着させる吸着工程を含む。ブタン類を吸着する方法としては、例えば、炭素質材料にブタン類を吸着させて、炭素質材料中にブタン類を濃縮させる方法が挙げられる。濃縮方法は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知のブタン類の吸着方法、濃縮方法、及び回収方法等と同様の工程を有していてもよい。
【0099】
吸着工程では、例えば、ブタン類を炭素質材料と接触させることで、ブタン類を炭素質材料に吸着させる。
【0100】
［装置］
装置は、炭素質材料を備える。装置は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知の装置と同様の構成を有していてもよい。
装置は、炭素質材料を備える。装置は、炭素質材料として本実施形態の炭素質材料を用いること以外に、公知の装置と同様の構成を有していてもよい。
【0101】
炭素質材料の機能は、これを含む装置によって利用される。装置は、処理装置であることが好ましい。なお、本明細書において、「処理装置」とは、ＶＯＣ等に含まれるブタン類を、本実施形態の炭素質材料により、除去、吸着、濃縮、及び回収できる装置であれば、特に限定されない。そのような処理装置は、除去、吸着、濃縮、及び回収の操作を、適宜組み合わせる装置であってもよい。そのような処理装置としては、例えば、炭素質材料を含む、吸着フィルター、カラム、タンク又は浴、チューブ、カートリッジ、ボンベ、及びシート（以下、単に「炭素質材料を含むフィルター等」とも称す）を含む装置、並びに吸着装置、及び濃縮装置が挙げられる。
【0102】
装置は、例えば、ブタン類と炭素質材料を接触させるための吸着部を備える。吸着部では、必要に応じて、本実施形態に係る炭素質材料以外の吸着材を含んでもよい。そのような吸着材としては、例えば、本実施形態に係る炭素質材料以外の活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、不織布、及び多孔性有機化合物が挙げられる。
【0103】
処理装置は、炭素質材料を含む吸着フィルター等と共に、その他の吸着フィルターを備えてもよい。このようなその他の吸着フィルターとしては、例えば、ステンレス製、アルミニウム製、ブロンズ製、銅製、チタン製、及びニッケル製等を使用した金属製フィルター；ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、及びフッ素系樹脂等を使用した樹脂フィルターが挙げられる。
【0104】
また、処理装置は、バッチ式でも、連続式でもよく、炭素質材料は、どちらの様式にも用いることができる。
【0105】
〔吸着フィルター〕
本実施形態の吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。また、吸着フィルターは、自動車用であることが好ましい。
本実施形態の吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。また、吸着フィルターは、自動車用であることが好ましい。
【0106】
吸着フィルターは、炭素質材料を含むことから、ブタン類に対して高い吸着性能を有する、そのため、例えば、吸着フィルターを自動車に設置することで、車内空間に浮遊するブタン類を効率よく除去することが可能である。
【0107】
吸着フィルターは、炭素質材料と繊維状バインダーとを含むことが好ましい。
【0108】
繊維状バインダーとしては、例えば、フィブリル化させることによって、炭素質材料を絡めて賦形できるものが挙げられる。そのような繊維状バインダーとしては、合成品であってもよく、天然品であってもよい。繊維状バインダーとしては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、及びパルプなどが挙げられる。
【0109】
繊維状バインダーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。繊維状バインダーとしては、ポリアクリロニトリル繊維、及び／又はパルプであることが好ましい。これらの繊維状バインダーを用いることで、吸着フィルターの密度及び吸着フィルターの強度をさらに上げ、性能低下を抑制することができる。
【0110】
ブタン類に対してより高い吸着性能を有する炭素質材料が得られる傾向にあることから、吸着フィルターは、炭素質材料１００質量部に対して、繊維状バインダーを好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下で含む。下限としては、通常、０．０１質量部以上である。
なお、吸着フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
なお、吸着フィルターが、後述する他の機能性成分を含む場合、フィルター組成についていう「炭素質材料１００質量部に対して」は「炭素質材料と他の機能性成分の合計１００質量部に対して」と読み替えて適用すればよい。
【0111】
吸着フィルターは、本実施形態の効果が阻害されない限りにおいて、他の機能性成分を含んでもよい。そのような他の機能性成分としては、例えば、溶解性鉛を吸着除去できるチタノシリケート及びゼオライト系粉末などの鉛吸着材；イオン交換樹脂；キレート樹脂；抗菌性を付与するために銀イオン及び／又は銀化合物を含む各種吸着材などが挙げられる。
【0112】
〔自動車用吸着フィルター〕
本実施形態の自動車用吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。自動車用吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む以外、公知の自動車用吸着フィルターと同様の構成を有してもよい。自動車用吸着フィルターは、炭素質材料を含むことにより、ブタン類に対して高い吸着性能を有する。そのため、例えば、吸着フィルターを自動車に設置することで、車内空間に浮遊するブタン類を効率よく除去することが可能である。
本実施形態の自動車用吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む。自動車用吸着フィルターは、本実施形態の炭素質材料を含む以外、公知の自動車用吸着フィルターと同様の構成を有してもよい。自動車用吸着フィルターは、炭素質材料を含むことにより、ブタン類に対して高い吸着性能を有する。そのため、例えば、吸着フィルターを自動車に設置することで、車内空間に浮遊するブタン類を効率よく除去することが可能である。
【実施例】
【0113】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【0114】
〔評価方法〕
【0115】
（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積
・ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定
比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ＭＡＸ（商品名））を使用し、炭素質材料を真空条件下で３００℃及び３時間加熱した後に、温度７７Ｋの条件下での窒素ガス吸着等温線を測定した。
・ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定
比表面積／細孔分布測定装置（マイクロトラック・ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ（登録商標）－ＭＡＸ（商品名））を使用し、炭素質材料を真空条件下で３００℃及び３時間加熱した後に、温度７７Ｋの条件下での窒素ガス吸着等温線を測定した。
【0116】
・細孔容積の測定
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径０.８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径０.８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）を算出した。
【0117】
（２）充填密度
炭素質材料の充填密度（ｇ／ｍＬ）は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定した。具体的には、まず、炭素質材料を１１５±５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。放冷後の炭素質材料を、充填密度測定容器（（有）東陽電磁機械製作所製 型番ＴＤ－Ｖ５（商品名））の貯蔵漏斗に導入し、付属のバイブレータにて、炭素質材料を充填密度測定容器の１００ｍＬの標線まで充填した。充填後の炭素質材料の質量を０．１ｇの桁まで測定した。
炭素質材料の充填密度（ｇ／ｍＬ）は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定した。具体的には、まず、炭素質材料を１１５±５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。放冷後の炭素質材料を、充填密度測定容器（（有）東陽電磁機械製作所製 型番ＴＤ－Ｖ５（商品名））の貯蔵漏斗に導入し、付属のバイブレータにて、炭素質材料を充填密度測定容器の１００ｍＬの標線まで充填した。充填後の炭素質材料の質量を０．１ｇの桁まで測定した。
【0118】
（３）リアクティブブラック５価
炭素質材料を用いて、リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を測定した。
具体的には、まず、炭素質材料を、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が１０．０μｍ以下程度になるよう粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
炭素質材料を用いて、リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を測定した。
具体的には、まず、炭素質材料を、体積基準の累積分布の５０％粒子径（Ｄ５０）が１０．０μｍ以下程度になるよう粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中にて室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0119】
一方、次のようにして、リン酸緩衝液とリアクティブブラック５（シグマアルドリッチ製）とを含む試験液Ａを調製した。すなわち、まず、リン酸二水素カリウム（富士フィルム和光純薬（株）製）７．２６gと、リン酸水素二ナトリウム・１２水和物（富士フィルム和光純薬（株）製）２８．６６gとを２Ｌの蒸留水に溶解させて、リン酸緩衝液（ｐＨ：７．０）を調製した。その後、得られたリン酸緩衝液１Ｌに対して、リアクティブブラック５を約０．５ｇ以上１．２ｇ以下の範囲で加えて試験液Ａを調製した。なお、その際、リアクティブブラック５の量は、次のようにして調整した。すなわち、得られた試験液Ａを蒸留水にて２０倍希釈した溶液の吸光度が１．１８以上１．２３以下の範囲に入るようにリン酸緩衝液１Ｌに加えるリアクティブブラック５の量を適宜調整した。吸光度は波長５９４ｎｍの吸光度であり、光路長１０ｍｍのガラスセルを用いて、紫外可視分光光度計（（株）日立ハイテク製ダブルビーム分光光度計Ｕ－２９１０（商品名））にて測定した。なお、上述のようにして得られた試験液Ａを２０倍に希釈した溶液を試験液Ｂとして、その試験液Ｂを下記の吸光度の測定に用いた。
【0120】
次いで、共栓付き三角フラスコ１００ｍＬに、上記の放冷後の炭素質材料を任意の質量（下記式（II）による、ろ液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率が１０％程度となる量）だけ分取し、その炭素質材料を上記で調製した試験液Ａ５０ｍＬに加え、振とう恒温槽（タイテック（株）製ウォーターバスシェーカーＭＭ－１０（商品名））を用いて、４０℃の水浴中にて１５０回／分の速度で５時間振とうし、混合液を得た。その後、メンブレンフィルター（アドバンテック東洋（株）製ＤＩＳＭＩＣ（登録商標）２５ＨＰ０４５ＡＮ（商品名））を用いて、混合液をろ過することにより、ろ液を得た。
【0121】
光路長１０ｍｍのガラスセルを用いて、紫外可視分光光度計（（株）日立ハイテク製ダブルビーム分光光度計Ｕ－２９１０（商品名））にて、得られた試験液Ｂとろ液について、それぞれの波長５９４ｎｍにおける吸光度を測定した。それらの吸光度を用いて、下記式（Ｉ）により、炭素質材料１ｇ当たりのリアクティブブラック５の吸着量（以下、単に「炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）」と称する）を算出した。
炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０－ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度）／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(Ｉ)
炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０－ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度）／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(Ｉ)
【0122】
また、下記式（II）により、ろ液中に含まれるリアクティブブラック５の残存率（以下、単に「ＲＢ５残存率（％）」と称する）を算出した。
ＲＢ５残存率（％）＝（ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度／試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０）×１００・・・(II)
ＲＢ５残存率（％）＝（ろ液の波長５９４ｎｍにおける吸光度／試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０）×１００・・・(II)
【0123】
次いで、横軸にＲＢ５残存率（％）を、縦軸に炭素質材料１ｇ当たりのＲＢ５吸着量（／ｇ）を用いて累乗近似曲線を作成した。その累乗近似式を用いて、リアクティブブラック５残存率が１％におけるリアクティブブラック５の吸着量（以下、単に「ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ）」と称する）を求め、式（III）により、リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）を算出した。
リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０×０．９９／ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ））／０．０５（Ｌ）・・・(III)
なお、式（III）中の０．０５（Ｌ）は、試験液の量である。
リアクティブブラック５価（ｇ／Ｌ）＝（試験液Ｂの波長５９４ｎｍにおける吸光度×２０×０．９９／ＲＢ５残存率が１％におけるＲＢ５吸着量（／ｇ））／０．０５（Ｌ）・・・(III)
なお、式（III）中の０．０５（Ｌ）は、試験液の量である。
【0124】
（４）よう素吸着量（よう素吸着性能）
炭素質材料のよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、よう素吸着量の測定は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して行った。すなわち、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、４５μｍの網篩を９０％以上通過するまで炭素質材料を粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
炭素質材料のよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、よう素吸着量の測定は、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して行った。すなわち、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、４５μｍの網篩を９０％以上通過するまで炭素質材料を粉砕し、１１５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0125】
一方、蒸留水約１Ｌに、よう化カリウム（富士フィルム和光純薬（株）製）２５．０ｇと、よう素（富士フィルム和光純薬（株）製）１３．０ｇとを溶解させ、よう素溶液とした。よう素溶液を０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液（富士フィルム和光純薬（株）製）により滴定し、よう素溶液に適宜蒸留水を加えることで、０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液を調製した。
【0126】
次いで、上記の放冷後の炭素質材料を任意量（下記ろ液の上澄み液中のよう素残留濃度が、およそ２．５ｇ／Ｌとなる量）を秤量し、共栓付き三角フラスコ１００ｍＬに入れ、更に上記の０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液５０ｍＬを全量ピペットで加えた。室温（２０℃以上３０℃以下）にて、振とう機（タイテック（株）製中型振とう機レシプロシェーカーＮＲ－１０（商品名）)）を使用して２００回／分で１５分振とうし、よう素を炭素質材料に吸着させ、混合液を得た。その後、セルロース混合エステルメンブレンフィルター（アドバンテック東洋（株）製Ａ０４５Ａ０２５Ａ（商品名））を用いて、混合液をろ過することにより、ろ液を得た。ろ液の上澄み液１０ｍＬを全量ピペットで採取し、０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液（富士フィルム和光純薬（株）製、ファクター：１．０００）により滴定し、下記式（IV）により、よう素残留濃度を算出した。
よう素残留濃度（ｇ／Ｌ）＝滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター×１２．６９／１０・・・(IV)
よう素残留濃度（ｇ／Ｌ）＝滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター×１２．６９／１０・・・(IV)
【0127】
下記式（Ｖ）により、炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量を算出した。
炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量＝（１０×０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター－滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）×１２．６９×５／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(Ｖ)
炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量＝（１０×０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター－滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）×１２．６９×５／炭素質材料の質量（ｇ）・・・(Ｖ)
【0128】
なお、０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクターは、式（VI）により算出した。
０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター＝（滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）／１０・・・(VI)
０．０５ｍｏｌ／Ｌのよう素溶液のファクター＝（滴定に用いた０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液の量（ｍＬ）×０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液のファクター）／１０・・・(VI)
【0129】
フロインドリッヒの吸着等温式より、横軸をよう素残留濃度とし、縦軸を炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量とする吸着等温線を作成し、よう素残留濃度２．５ｇ／Ｌにおける炭素質材料１ｇ当たりのよう素吸着量（ｍｇ／ｇ）を算出した。そのよう素吸着量をよう素吸着性能とした。
【0130】
（５）ミクロ孔の平均細孔径
・細孔径２．０ｎｍ以下の比表面積の測定
上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた窒素吸着等温線を用いて、炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の比表面積（ｍ２／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径２．０ｎｍ以下のミクロ孔の比表面積（ｍ2／ｇ）を算出した。
・細孔径２．０ｎｍ以下の比表面積の測定
上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた窒素吸着等温線を用いて、炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の比表面積（ｍ２／ｇ）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径２．０ｎｍ以下のミクロ孔の比表面積（ｍ2／ｇ）を算出した。
【0131】
・細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積の測定
上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた窒素吸着等温線を用いて、炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／g）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／g）を算出した。
上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた窒素吸着等温線を用いて、炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出したミクロ孔の中で細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／g）は、次のようにして算出した。具体的には、上記の「ＢＥＬＳＯＲＰ－ＭＡＸを使用する窒素ガス吸着等温線の測定」により得られた窒素ガス吸着等温線の値を使用し、Ｃａｌｕｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌとしてＮ２ ａｔ ７７Ｋ ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ ｐｏｒｅ／ｃｙｌ．ｐｏｒｅ (ＱＳＤＦＴ Ａｄｓ．ｍｏｄｅｌ)］を適用して細孔径分布を計算することで、細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／g）を算出した。
【0132】
・ミクロ孔の平均細孔径の算出方法
炭素質材料のミクロ孔の平均細孔径（ｎｍ）は、上記で得られた、ミクロ孔の比表面積とミクロ孔の細孔容積を用いて、以下の式（VII）から算出した。
ミクロ孔の平均細孔径(ｎｍ）＝（ミクロ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／ミクロ孔の比表面積（ｍ２／ｇ））×２０００・・・（VII）
炭素質材料のミクロ孔の平均細孔径（ｎｍ）は、上記で得られた、ミクロ孔の比表面積とミクロ孔の細孔容積を用いて、以下の式（VII）から算出した。
ミクロ孔の平均細孔径(ｎｍ）＝（ミクロ孔の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／ミクロ孔の比表面積（ｍ２／ｇ））×２０００・・・（VII）
【0133】
（６）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合
炭素質材料における細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）を算出した。
具体的には、炭素質材料の細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）は、上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）と、上記の「（６）ミクロ孔の平均細孔径」の項で得られた細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）とを用いて、下記式（VIII）より算出した。
細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）＝細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）×１００・・・(VIII)
炭素質材料における細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）を算出した。
具体的には、炭素質材料の細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）は、上記の「（１）細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積」の項で得られた細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）と、上記の「（６）ミクロ孔の平均細孔径」の項で得られた細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）とを用いて、下記式（VIII）より算出した。
細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積の割合（％）＝細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）／細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）×１００・・・(VIII)
【0134】
（８）ｎ－ブタン吸着量（ｎ－ブタン吸着性能）
炭素質材料のｎ－ブタン吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、試験用篩を用いて、公称目開き０．６００ｍｍ以上０．２５０ｍｍ以下の粒度範囲に炭素質材料を篩い分けて、粒度を揃えた。１１５±５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間、篩後の炭素質材料を乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
炭素質材料のｎ－ブタン吸着量（ｍｇ／ｇ）を測定及び算出した。
具体的には、まず、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１に準拠して、試験用篩を用いて、公称目開き０．６００ｍｍ以上０．２５０ｍｍ以下の粒度範囲に炭素質材料を篩い分けて、粒度を揃えた。１１５±５℃の定温乾燥器（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ４０２（商品名））中で３時間、篩後の炭素質材料を乾燥した。その後、乾燥剤としてシリカゲルを使用したデシケーター中で室温まで放冷し、放冷後の炭素質材料を得た。
【0135】
次いで、内径２８ｍｍのガラスカラム（岩田硝子工業（株）製）に、放冷後の炭素質材料０．４９２ｇを充填した。その後、２５℃に保持された恒温液槽（ＡＤＶＡＮＴＥＣ製ＬＦ－６８１（商品名））に、充填後のガラスカラムを入れて、ガラスカラム内に、相対湿度５０％ＲＴに調製した水蒸気ガスを、流量７．３９Ｌ／分で３０分間流通させて前処理を行った。
【0136】
その後、ガスクロマトグラフ（（株）島津製作所製ＧＣ－２０１４（商品名））に、前処理後のガラスカラムを設置して、試験ガスとして、相対湿度５０％ＲＴに調製したｎ－ブタンガス（濃度：８０ｐｐｍ）を、流量７．３Ｌ／分でカラム内に流通させた。カラムの通過前と通過後における、それぞれのｎ－ブタンガス濃度を測定しながら、カラム通過前のｎ－ブタン濃度（Ｃ０）に対するカラム通過後のｎ－ブタン濃度（Ｃ）の破過率を算出し、その値が９５％に達するまで試験を行った。なお、破過率は、下記式（IX）により算出した。
破過率（％）＝カラム通過後のｎ－ブタン濃度（Ｃ）／カラム通過前のｎ－ブタン濃度（Ｃ０）×１００・・・（IX）
破過率（％）＝カラム通過後のｎ－ブタン濃度（Ｃ）／カラム通過前のｎ－ブタン濃度（Ｃ０）×１００・・・（IX）
【0137】
破過率が９５％に達した時のｎ－ブタン吸着量（ｍｇ）と、ガラスカラムへの炭素質材料の充填量とから、下記式（Ｘ）を用いて、炭素質材料の１ｇ当たりのｎ－ブタン吸着量（ｍｇ／ｇ）を算出した。そのｎ－ブタン吸着量をｎ－ブタン吸着性能とした。
ｎ－ブタン吸着量（ｍｇ／ｇ）＝破過率が９５％に達した時のｎ－ブタン吸着量（ｍｇ）／ガラスカラムへの炭素質材料の充填量（ｇ）・・・（Ｘ）
ｎ－ブタン吸着量（ｍｇ／ｇ）＝破過率が９５％に達した時のｎ－ブタン吸着量（ｍｇ）／ガラスカラムへの炭素質材料の充填量（ｇ）・・・（Ｘ）
【0138】
〔実施例１〕
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上１４メッシュ篩下（目開き寸法：１．３１ｍｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が４０５μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上１４メッシュ篩下（目開き寸法：１．３１ｍｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が４０５μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
【0139】
（賦活処理）
得られた炭化物を、図１に示すような、９００℃に加熱した流動炉内に投入した。その後、活性ガス（水蒸気２０容量％、酸素２容量％、二酸化炭素５容量％、及び窒素７３容量％）を流動炉内に導入し、１１０分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
得られた炭化物を、図１に示すような、９００℃に加熱した流動炉内に投入した。その後、活性ガス（水蒸気２０容量％、酸素２容量％、二酸化炭素５容量％、及び窒素７３容量％）を流動炉内に導入し、１１０分間賦活処理を行うことで賦活物を得た。
【0140】
（洗浄工程及び乾燥工程等）
得られた賦活物を水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１を得た。
得られた賦活物を水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１を得た。
【0141】
〔実施例２〕
賦活工程において、１３０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料２を得た。
賦活工程において、１３０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料２を得た。
【0142】
〔実施例３〕
賦活工程において、１７０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料３を得た。
賦活工程において、１７０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料３を得た。
【0143】
〔実施例４〕
賦活工程において、１９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料４を得た。
賦活工程において、１９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料４を得た。
【0144】
〔実施例５〕
賦活工程において、２０５分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料５を得た。
賦活工程において、２０５分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料５を得た。
【0145】
〔実施例６〕
賦活工程において、２２５分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料６を得た。
賦活工程において、２２５分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料６を得た。
【0146】
〔実施例７〕
賦活工程において、９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料７を得た。
賦活工程において、９０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料７を得た。
【0147】
〔実施例８〕
賦活工程において、２４０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料８を得た。
賦活工程において、２４０分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料８を得た。
【0148】
〔実施例９〕
賦活工程において、３００分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料９を得た。
賦活工程において、３００分間賦活処理を行うこと以外は、実施例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料９を得た。
【0149】
〔比較例１〕
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上１４メッシュ篩下（目開き寸法：１．３１ｍｍ、西村金網製作所製社製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が４０５μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、フィリピン産のヤシ殻の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、７０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上１４メッシュ篩下（目開き寸法：１．３１ｍｍ、西村金網製作所製社製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が４０５μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
【0150】
（賦活処理）
得られた炭化物を、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ3に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、活性ガス（水蒸気３５容量％、酸素５容量％、二酸化炭素５容量％、及び窒素５５容量％）をキルン内に導入し、直ぐに取り出すことで賦活物を得た。
得られた炭化物を、９００℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ3に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、活性ガス（水蒸気３５容量％、酸素５容量％、二酸化炭素５容量％、及び窒素５５容量％）をキルン内に導入し、直ぐに取り出すことで賦活物を得た。
【0151】
（洗浄工程及び乾燥工程等）
得られた賦活物を水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１０を得た。
得られた賦活物を水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１０を得た。
【0152】
〔比較例２〕
賦活工程において、１７０分間賦活処理を行うこと以外は、比較例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料１１を得た。
賦活工程において、１７０分間賦活処理を行うこと以外は、比較例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料１１を得た。
【0153】
〔比較例３〕
賦活工程において、２２０分間賦活処理を行うこと以外は、比較例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料１２を得た。
賦活工程において、２２０分間賦活処理を行うこと以外は、比較例１と同様にして、活性炭である粉砕状の炭素質材料１２を得た。
【0154】
〔比較例４〕
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、国内及びマレーシア産の木粉の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、２０メッシュ（目開き寸法：８７０μｍ、西村金網製作所製）篩上１０メッシュ篩下（目開き寸法：１．５４ｍｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が１４５１μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
（炭化工程）
温度６００℃及び約２時間にて、国内及びマレーシア産の木粉の炭化を行い、粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、２０メッシュ（目開き寸法：８７０μｍ、西村金網製作所製）篩上１０メッシュ篩下（目開き寸法：１．５４ｍｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が１４５１μｍになるように調整を行うことで、粒状の炭化物を得た。
【0155】
（賦活処理）
得られた炭化物を、８５０℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ3に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、活性ガス（水蒸気５０容量％、酸素１０容量％、二酸化炭素３５．０容量％、及び窒素５．０容量％）をキルン内に導入し、比表面積が１０８０ｍ２／ｇとなるまで賦活処理を行うことで賦活物を得た。
得られた炭化物を、８５０℃に加熱した炉内に攪拌羽が搭載されているロータリーキルン中に、ロータリーキルンの容積１ｍ3に対して約０．０６倍にて投入した。その後、回転数３．０ｒｐｍでキルンを回転させながら、活性ガス（水蒸気５０容量％、酸素１０容量％、二酸化炭素３５．０容量％、及び窒素５．０容量％）をキルン内に導入し、比表面積が１０８０ｍ２／ｇとなるまで賦活処理を行うことで賦活物を得た。
【0156】
（洗浄工程及び乾燥工程等）
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するため水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１３を得た。
得られた賦活物を希塩酸で洗浄し、次いで残留した塩酸を除去するため水で十分に洗浄して、乾燥させることで乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を粉砕して、活性炭である粉砕状の炭素質材料１３を得た。
【0157】
〔比較例５〕
実施例１の賦活工程において、１１０分間を２２５分間に変更して、実施例１で得られた粒状の炭化物を賦活処理した。得られた賦活物を粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、６０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上３０メッシュ篩下（目開き寸法：５５０μｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が３３４μｍになるように調整を行うことで、粒状の賦活物を得た。
その後、予め９５℃に加温した０．５Ｎ塩酸に、得られた賦活物を浸漬し、加温しながら９５℃にて２０分間静置した。次いで、浸漬後の賦活物を、ｐＨが６～７程度になるまで水洗した後、賦活物の含水量が３質量％以下になるまで乾燥させることで乾燥後の活性炭を得た。なお、乾燥後の活性炭の比表面積は、１,０５０ｍ２/ｇであった。次いで、乾燥後の活性炭に、濃度が１８質量％のスルファニル酸水溶液（スルファニル酸：富士フィルム和光純薬（株）製試薬特級グレード、スルファニル酸１モルに対して、水酸化ナトリウム０．９５モルを含む水溶液）を噴霧し、スルファニル酸を活性炭に添着させることで添着品１を得た。得られた添着品１をそのまま室温にて３０分間放置した後、濃度が４６質量％のクエン酸水溶液を噴霧し、クエン酸を活性炭に添着させることで添着品２を得た。得られた添着品２をそのまま室温にて６０分間放置することで添着炭を得た。次いで、添着炭を９０℃の定温乾燥機（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で２４時間乾燥することで、添着炭（活性炭１００部に対して、スルファニル酸８．０質量部と、クエン酸４．４質量部とを含む）である炭素質材料１４を得た。
実施例１の賦活工程において、１１０分間を２２５分間に変更して、実施例１で得られた粒状の炭化物を賦活処理した。得られた賦活物を粉砕した後、ＪＩＳ Ｚ８８０１－１：２０１９で規定する標準篩用金網にて、６０メッシュ（目開き寸法：２４３μｍ、西村金網製作所製）篩上３０メッシュ篩下（目開き寸法：５５０μｍ、西村金網製作所製）を用いて、粒度（体積基準の累積分布の５０％粒子径、Ｄ５０）が３３４μｍになるように調整を行うことで、粒状の賦活物を得た。
その後、予め９５℃に加温した０．５Ｎ塩酸に、得られた賦活物を浸漬し、加温しながら９５℃にて２０分間静置した。次いで、浸漬後の賦活物を、ｐＨが６～７程度になるまで水洗した後、賦活物の含水量が３質量％以下になるまで乾燥させることで乾燥後の活性炭を得た。なお、乾燥後の活性炭の比表面積は、１,０５０ｍ２/ｇであった。次いで、乾燥後の活性炭に、濃度が１８質量％のスルファニル酸水溶液（スルファニル酸：富士フィルム和光純薬（株）製試薬特級グレード、スルファニル酸１モルに対して、水酸化ナトリウム０．９５モルを含む水溶液）を噴霧し、スルファニル酸を活性炭に添着させることで添着品１を得た。得られた添着品１をそのまま室温にて３０分間放置した後、濃度が４６質量％のクエン酸水溶液を噴霧し、クエン酸を活性炭に添着させることで添着品２を得た。得られた添着品２をそのまま室温にて６０分間放置することで添着炭を得た。次いで、添着炭を９０℃の定温乾燥機（ヤマト科学（株）ＤＶＳ４０２（商品名））中で２４時間乾燥することで、添着炭（活性炭１００部に対して、スルファニル酸８．０質量部と、クエン酸４．４質量部とを含む）である炭素質材料１４を得た。
【0158】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0159】
本実施形態の炭素質材料は、ブタン類を、除去、吸着、濃縮、及び回収する様々な用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0160】
Ａ…ガスの主方向、１, ２, ３, ４…ガス導入口、５…流動層、６…可燃性ガスの燃焼層、７…酸素含有ガス導入口、８…ガス排出口。
【要約】
【課題】ブタン類に対して高い吸着性能を有する炭素質材料及びその製造方法、並びに吸着フィルターを提供すること。
【解決手段】本発明の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の炭素質材料は、窒素吸着等温線から炭素質材料１ｇ当たりのＱＳＤＦＴ法により算出した細孔径０．８０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｍ３／ｇ）が０．２３ｃｍ３／ｇ以上０．３５ｃｍ３／ｇ以下であり、ＪＩＳ Ｋ１４７４（２０１４年）に準拠して測定される充填密度が０．４３ｇ／ｍＬ以上０．６５ｇ／ｍＬ以下であり、リアクティブブラック５価が３．０ｇ／Ｌ以上６０．０ｇ／Ｌ以下である。
【選択図】図１
【図1】