JP2020189760A - Method for producing porous carbon material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔質炭素材料の製造方法等に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous carbon material and the like.
多孔質炭素材料は、その特性、例えば多孔質性、吸着特性、耐久性、耐熱性等から、様々な分野において、例えば、電極、吸脱着剤、フィルター、触媒担体等として利用されている。各分野それぞれに適した多孔質炭素材料を開発するに際しては、その多孔質構造を制御することが重要である。 Porous carbon materials are used in various fields, for example, as electrodes, adsorption / desorption agents, filters, catalyst carriers, etc., because of their properties such as porosity, adsorption properties, durability, and heat resistance. When developing a porous carbon material suitable for each field, it is important to control the porous structure.
鋳型法は、鋳型材と炭素源との混合物を炭素化し、鋳型を除去することにより多孔質炭素材料を得る方法であり、鋳型材の種類や構造を変えることにより多孔質構造を制御することができる方法である。鋳型法としては、ゼオライトやシリカを鋳型材とする方法、酸化マグネシウムを鋳型とする方法（特許文献１）、界面活性剤を鋳型とする方法（特許文献２）等が報告されている。 The mold method is a method of obtaining a porous carbon material by carbonizing a mixture of a mold material and a carbon source and removing the mold, and the porous structure can be controlled by changing the type and structure of the mold material. This is a possible method. As the mold method, a method using zeolite or silica as a mold material, a method using magnesium oxide as a mold (Patent Document 1), a method using a surfactant as a mold (Patent Document 2), and the like have been reported.
しかしながら、これらの方法は、鋳型除去、高比表面積化等のために溶媒が使用されるので、溶媒の除去等にコストと時間を要してしまう。 However, in these methods, a solvent is used for removing the mold, increasing the specific surface area, and the like, so that the removal of the solvent requires cost and time.
本発明は、多孔質炭素材料を、鋳型法により、溶媒を使用せずとも簡便且つ効率的に製造する方法を提供することを課題とする。好ましくは、高比表面積の多孔質炭素材料を、鋳型法により、溶媒を使用せずとも簡便且つ効率的に製造することも可能な方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing a porous carbon material by a casting method without using a solvent. Preferably, it is an object of the present invention to provide a method capable of easily and efficiently producing a porous carbon material having a high specific surface area by a casting method without using a solvent.
本発明者は、鋭意研究を進めた結果、炭素源である有機化合物と亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材とを含む混合物を不活性雰囲気下で加熱処理することにより、該有機化合物の炭素化処理並びに亜鉛化合物及び／又は金属亜鉛の気体化処理を行う工程を含む、多孔質炭素材料の製造方法、であれば、上記課題を解決できることを見出した。この知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。 As a result of diligent research, the present inventor heats a mixture containing an organic compound as a carbon source and at least one inorganic template material selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles in an inert atmosphere. It has been found that the above-mentioned problems can be solved if it is a method for producing a porous carbon material, which comprises a step of carbonizing the organic compound and gasifying the zinc compound and / or metallic zinc by the treatment. .. As a result of further research based on this finding, the present invention has been completed.
即ち、本発明は、下記の態様を包含する：
項１． 炭素源である有機化合物と亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材とを含む混合物を不活性雰囲気下で加熱処理することにより、該有機化合物の炭素化処理並びに亜鉛化合物及び／又は金属亜鉛の気体化処理を行う工程を含む、多孔質炭素材料の製造方法．
項２． 前記無機鋳型材が、酸化亜鉛粒子、過酸化亜鉛粒子、酢酸亜鉛粒子、硝酸亜鉛粒子、水酸化亜鉛粒子、塩基性炭酸亜鉛粒子、リン酸亜鉛粒子、及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材である、項１に記載の製造方法．
項３． 前記無機鋳型材が酸化亜鉛粒子である、項１又は２に記載の製造方法．
項４． 前記無機鋳型材の平均粒子径が10〜50nmである、項１〜３のいずれかに記載の製造方法．
項５． 前記炭素源が糖である、項１〜４のいずれかに記載の製造方法．
項６． 前記炭素源が単糖及びオリゴ糖からなる群より選択される少なくとも1種である、項１〜５のいずれかに記載の製造方法．
項７． 前記混合物中の前記炭素源の含有量が74v/v％以上である、項１〜６のいずれかに記載の製造方法．
項８． さらに、炭素源である有機化合物と亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材とを混合して前記混合物を得る工程を含む、項１〜７のいずれかに記載の製造方法．
項９． 前記加熱処理が、前記金属亜鉛の気体化温度域で加熱する工程を含む、項１〜８のいずれかに記載の製造方法．
項１０． 前記加熱処理が、前記有機化合物の炭化温度域で加熱する工程、及び前記金属亜鉛の気体化温度域で加熱する工程を含む、項１〜９のいずれかに記載の製造方法．
項１１． 前記加熱処理が、前記金属亜鉛の気体化温度まで昇温させる工程、及び前記金属亜鉛の気体化温度域で加熱する工程を含む、項１〜１０のいずれかに記載の製造方法．
項１２． 項１〜１２のいずれかに記載の製造方法で得られた、多孔質炭素材料．
項１３． BET比表面積が800m2/g以上である、項１２に記載の多孔質炭素材料．
That is, the present invention includes the following aspects:
Item 1. Carbonization treatment of the organic compound by heat-treating a mixture containing an organic compound as a carbon source and at least one inorganic template material selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles in an inert atmosphere. A method for producing a porous carbon material, which comprises a step of gasifying a zinc compound and / or metallic zinc.
Item 2. At least the inorganic template material is selected from the group consisting of zinc oxide particles, zinc peroxide particles, zinc acetate particles, zinc nitrate particles, zinc hydroxide particles, basic zinc carbonate particles, zinc phosphate particles, and zinc particles. Item 2. The production method according to Item 1, which is one kind of inorganic template material.
Item 3. Item 2. The production method according to Item 1 or 2, wherein the inorganic template material is zinc oxide particles.
Item 4. Item 4. The production method according to any one of Items 1 to 3, wherein the inorganic template material has an average particle size of 10 to 50 nm.
Item 5. Item 4. The production method according to any one of Items 1 to 4, wherein the carbon source is sugar.
Item 6. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 5, wherein the carbon source is at least one selected from the group consisting of monosaccharides and oligosaccharides.
Item 7. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 6, wherein the content of the carbon source in the mixture is 74 v / v% or more.
Item 8. Item 1 to any one of Items 1 to 7, further comprising a step of mixing an organic compound as a carbon source with at least one inorganic template material selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles to obtain the mixture. The manufacturing method described.
Item 9. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 8, wherein the heat treatment includes a step of heating in the vaporization temperature range of the metallic zinc.
Item 10. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 9, wherein the heat treatment includes a step of heating in the carbonization temperature range of the organic compound and a step of heating in the vaporization temperature range of the metallic zinc.
Item 11. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 10, wherein the heat treatment includes a step of raising the temperature to the vaporization temperature of the metallic zinc and a step of heating in the vaporization temperature range of the metallic zinc.
Item 12. A porous carbon material obtained by the production method according to any one of Items 1 to 12.
Item 13. Item 2. The porous carbon material according to Item 12, which has a BET specific surface area of 800 m 2 / g or more.
本発明によれば、多孔質炭素材料を、鋳型法により、溶媒を使用せずとも簡便且つ効率的に製造する方法を提供することができる。本発明の好ましい一態様においては、高比表面積の多孔質炭素材料を、鋳型法により、溶媒を使用せずとも簡便且つ効率的に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for easily and efficiently producing a porous carbon material by a casting method without using a solvent. In a preferred embodiment of the present invention, a porous carbon material having a high specific surface area can be easily and efficiently produced by a molding method without using a solvent.
本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 In the present specification, the expressions "contains" and "contains" include the concepts of "contains", "contains", "substantially consists" and "consists of only".
本明細書中において、「及び／又は」なる表現については、「及び」と「又は」のいずれを選択した場合の意味も包含する。すなわち、「A及び／又はB」なる表現には、「A又はB」と「A及びB」のいずれの意味も包含される。 In the present specification, the expression "and / or" includes the meaning when either "and" or "or" is selected. That is, the expression "A and / or B" includes both the meanings of "A or B" and "A and B".
本明細書中において、「気体化」は、液体から気体への変化（気化）と、固体から気体への変化（昇華）の両方を包含する用語である。 As used herein, "vaporization" is a term that includes both the change from liquid to gas (vaporization) and the change from solid to gas (sublimation).
1．多孔質炭素材料の製造方法
本発明は、その一態様において、炭素源である有機化合物と亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材とを含む混合物を不活性雰囲気下で加熱処理することにより、該有機化合物の炭素化処理並びに亜鉛化合物及び／又は金属亜鉛の気体化処理を行う工程を含む、多孔質炭素材料の製造方法（本明細書において、「本発明の製造方法」と示すこともある。）に関する。以下に、これについて説明する。
1. 1. Method for Producing Porous Carbon Material In one embodiment of the present invention, an inert mixture containing an organic compound as a carbon source and at least one inorganic template material selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles is inert. A method for producing a porous carbon material, which comprises a step of carbonizing the organic compound and gasifying the zinc compound and / or metallic zinc by heat treatment in an atmosphere (in the present specification, "the present invention". It may be referred to as "manufacturing method of"). This will be described below.
炭素源である有機化合物としては、加熱によって炭化して炭素材料に変換し得る化合物である限り、特に制限されない。炭素源としては、例えば糖、高分子化合物、炭化水素化合物等が挙げられる。 The organic compound as a carbon source is not particularly limited as long as it is a compound that can be carbonized by heating and converted into a carbon material. Examples of the carbon source include sugars, polymer compounds, hydrocarbon compounds and the like.
糖としては、例えば単糖、オリゴ糖、多糖等が挙げられる。 Examples of sugars include monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and the like.
単糖としては、例えば、七炭糖、六炭糖、五炭糖、四炭糖、又は三炭糖等が挙げられ、これらの中でも六炭糖が好ましく挙げられる。六炭糖としては、ガラクトース、グルコース、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラクトサミン、マンノース、フルクトース、アロース、タロース、グロース、アルトロース、イドース、プシコース、ソルボース、又はタガトースが挙げられる。 Examples of the monosaccharide include hexose, hexose, pentose, pentose, trisaccharide and the like, and among these, hexose is preferably mentioned. Examples of the hexacarbonate sugar include galactose, glucose, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, mannose, fructose, allose, talose, growth, altrose, idose, psicose, sorbose, or tagatose.
オリゴ糖は、2分子以上の単糖がグリコシド結合により1分子に連結された糖である。オリゴ糖を構成する単糖の分子数としては、例えば2〜20が挙げられ、好ましくは2〜10が挙げられ、より好ましくは2〜5が挙げられ、さらに好ましくは2〜4が挙げられ、よりさらに好ましくは2〜3が挙げられ、特に好ましくは2が挙げられる。オリゴ糖を構成する単糖の種類としては、特に限定されず、上記に示した単糖を採用することができる。またオリゴ糖を構成する単糖の組み合わせも特に限定されない。オリゴ糖の具体例としては、構成する単糖の分子数が2であるオリゴ糖（例えばラクトース、Galβ(1→3)GalNAc、Galβ(1→4)GlcNAc、Galβ(1→6)GlcNAc、スクロース、マルトース、トレハロース、ツラノース、又はセロビオース等）、構成する単糖の分子数が3であるオリゴ糖（例えばラフィノース、メレジトース、又はマルトトリオース等）、構成する単糖の分子数が4であるオリゴ糖（例えばアカルボース、又はスタキオース）、構成する単糖の分子数が5以上であるオリゴ糖が挙げられる。 Oligosaccharides are sugars in which two or more monosaccharides are linked to one molecule by glycosidic bond. Examples of the number of molecules of the monosaccharide constituting the oligosaccharide include, for example, 2 to 20, preferably 2 to 10, more preferably 2 to 5, and further preferably 2 to 4. Even more preferably, 2 to 3 are mentioned, and particularly preferably 2. The type of monosaccharide constituting the oligosaccharide is not particularly limited, and the monosaccharide shown above can be adopted. Further, the combination of monosaccharides constituting the oligosaccharide is not particularly limited. Specific examples of oligosaccharides include oligosaccharides (eg, lactose, Galβ (1 → 3) GalNAc, Galβ (1 → 4) GlcNAc, Galβ (1 → 6) GlcNAc, sucrose) in which the number of constituent monosaccharides is 2. , Martose, trehalose, turanose, or cellobiose), oligosaccharides having 3 constituent monosaccharides (eg, raffinose, meregitos, or maltotriose), oligosaccharides having 4 constituent monosaccharides. Examples thereof include sugars (for example, acarbose or sucrose) and oligosaccharides having 5 or more molecules of the constituent monosaccharides.
多糖としては、例えば、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン、アガロース、カラギーナン、ヘパリン、ヒアルロン酸、ペクチン、キシログルカン、グルコマンナン等が挙げられる。 Examples of the polysaccharide include starch, glycogen, cellulose, chitin, agarose, carrageenan, heparin, hyaluronic acid, pectin, xyloglucan, glucomannan and the like.
高分子化合物としては、例えば、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の双方を用いることができ、熱可塑性樹脂の例としては、ポリフェニレンエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、全芳香族ポリエステルなどが挙げられ、熱硬化性樹脂の例としては、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、リグニン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。 As the polymer compound, for example, both a thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used, and examples of the thermoplastic resin include polyphenylene ether, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, phenol resin, and totally aromatic polyester. Examples of thermosetting resins include unsaturated polyester resins, alkyd resins, melamine resins, urea resins, polyimide resins, diallyl phthalate resins, lignin resins, and urethane resins.
炭素源としては、より高比表面積の多孔質炭素材料が得られるという観点から、好ましくは糖が挙げられ、より好ましくは単糖、オリゴ糖等が挙げられ、さらに好ましくは単糖又は構成単糖数が2〜4のオリゴ糖が挙げられ、よりさらに好ましくは構成単糖数が2〜3のオリゴ糖が挙げられ、特に好ましくは構成単糖数が2のオリゴ糖が挙げられる。 As the carbon source, sugar is preferably used, and monosaccharide, oligosaccharide and the like are more preferable, and monosaccharide or constituent monosaccharide is more preferable, from the viewpoint of obtaining a porous carbon material having a higher specific surface area. Examples thereof include oligosaccharides having a number of 2 to 4, more preferably oligosaccharides having a constituent monosaccharide number of 2 to 3, and particularly preferably oligosaccharides having a constituent monosaccharide number of 2.
炭素源は、より高比表面積の多孔質炭素材料が得られるという観点から、常温で固体であることが好ましい。同様の観点から、炭素源は、無機鋳型材との混合前は粒子状であることが好ましい。また、同様の観点から、炭素源の融点は、100〜300℃が好ましく、130〜250℃がより好ましく、150〜210℃がさらに好ましい。 The carbon source is preferably solid at room temperature from the viewpoint of obtaining a porous carbon material having a higher specific surface area. From the same viewpoint, the carbon source is preferably in the form of particles before being mixed with the inorganic template material. From the same viewpoint, the melting point of the carbon source is preferably 100 to 300 ° C, more preferably 130 to 250 ° C, and even more preferably 150 to 210 ° C.
炭素源は、1種単独であることもでき、2種以上の組合せであることもできる。 The carbon source may be one type alone or a combination of two or more types.
無機鋳型材は、亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種である。 The inorganic template material is at least one selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles.
亜鉛化合物粒子としては、加熱処理によりその一部又は全部が気体化するものである限り、特に制限されない。亜鉛化合物粒子は、亜鉛化合物を素材として含むものである。亜鉛化合物粒子中の亜鉛化合物の含有量は、亜鉛化合物が主成分である限り特に制限されず、例えば70質量％以上、好ましくは80質量％以上、より好ましくは90質量％以上、さらに好ましくは95質量％以上、よりさらに好ましくは99質量％以上、100質量％等である。亜鉛化合物粒子としては、酸素原子を含む亜鉛化合物の粒子が好ましい。このような粒子であれば、加熱処理中に、亜鉛化合物が周囲の炭素との反応により還元されて、比較的低温で気体化する（沸点907℃）金属亜鉛が生じるので、比較的低温での加熱処理によりこれを除去することができ、多孔質構造を得ることができる。亜鉛化合物粒子としては、好ましくは酸化亜鉛粒子、過酸化亜鉛粒子、酢酸亜鉛粒子、硝酸亜鉛粒子、水酸化亜鉛粒子、塩基性炭酸亜鉛粒子、リン酸亜鉛粒子等が挙げられ、より好ましくは酸化亜鉛粒子が挙げられる。 The zinc compound particles are not particularly limited as long as a part or all of them are vaporized by heat treatment. Zinc compound particles contain a zinc compound as a material. The content of the zinc compound in the zinc compound particles is not particularly limited as long as the zinc compound is the main component, for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95. It is mass% or more, more preferably 99 mass% or more, 100 mass% or the like. As the zinc compound particles, zinc compound particles containing an oxygen atom are preferable. With such particles, during the heat treatment, the zinc compound is reduced by the reaction with the surrounding carbon to produce metallic zinc that gasifies at a relatively low temperature (boiling point 907 ° C), so that the zinc compound is produced at a relatively low temperature. This can be removed by heat treatment, and a porous structure can be obtained. Examples of the zinc compound particles include zinc oxide particles, zinc peroxide particles, zinc acetate particles, zinc nitrate particles, zinc hydroxide particles, basic zinc carbonate particles, zinc phosphate particles and the like, and zinc oxide particles are more preferable. Particles are mentioned.
亜鉛粒子としては、加熱処理によりその一部又は全部が気体化するものである限り、特に制限されない。亜鉛粒子は、金属亜鉛を素材として含むものである。亜鉛粒子中の金属亜鉛の含有量は、金属亜鉛が主成分である限り特に制限されず、例えば70質量％以上、好ましくは80質量％以上、より好ましくは90質量％以上、さらに好ましくは95質量％以上、よりさらに好ましくは99質量％以上、100質量％等である。 The zinc particles are not particularly limited as long as they are partially or wholly vaporized by heat treatment. Zinc particles contain metallic zinc as a material. The content of metallic zinc in the zinc particles is not particularly limited as long as metallic zinc is the main component, for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass. % Or more, more preferably 99% by mass or more, 100% by mass, or the like.
無機鋳型材としては、好ましくは酸化亜鉛粒子、過酸化亜鉛粒子、酢酸亜鉛粒子、硝酸亜鉛粒子、水酸化亜鉛粒子、塩基性炭酸亜鉛粒子、リン酸亜鉛粒子、亜鉛粒子等が挙げられ、より好ましくは酸化亜鉛粒子、過酸化亜鉛粒子、酢酸亜鉛粒子、硝酸亜鉛粒子、水酸化亜鉛粒子、塩基性炭酸亜鉛粒子、リン酸亜鉛粒子等が挙げられ、特に好ましくは酸化亜鉛粒子が挙げられる。 Examples of the inorganic template material preferably include zinc oxide particles, zinc peroxide particles, zinc acetate particles, zinc nitrate particles, zinc hydroxide particles, basic zinc carbonate particles, zinc phosphate particles, zinc particles and the like, and more preferably. Examples thereof include zinc oxide particles, zinc peroxide particles, zinc acetate particles, zinc nitrate particles, zinc hydroxide particles, basic zinc carbonate particles, zinc phosphate particles and the like, and zinc oxide particles are particularly preferable.
無機鋳型材の形状としては、特に制限されず、例えば球状、塊状、棒状、平板状、円盤状などが挙げられる。 The shape of the inorganic mold material is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a lump shape, a rod shape, a flat plate shape, and a disk shape.
無機鋳型材の平均粒子径（形状が非球形である場合は、長径）は、多孔質炭素材料の孔径に反映されるので、目的の孔径に応じて適宜選択することができる。無機鋳型材の平均粒子径は、例えば1〜500nm、好ましくは2〜200nm、より好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは10〜50nmである。無機鋳型材の平均粒子径を例えば50nm以下とすることによりメソ孔を有する多孔質炭素材料を得ることができる。 Since the average particle size of the inorganic template material (major diameter when the shape is non-spherical) is reflected in the pore size of the porous carbon material, it can be appropriately selected according to the target pore size. The average particle size of the inorganic template material is, for example, 1 to 500 nm, preferably 2 to 200 nm, more preferably 5 to 100 nm, and even more preferably 10 to 50 nm. By setting the average particle size of the inorganic template material to, for example, 50 nm or less, a porous carbon material having mesopores can be obtained.
無機鋳型材は、1種単独であることもでき、2種以上の組合せであることもできる。 The inorganic template material may be a single type or a combination of two or more types.
炭素源と無機鋳型材とを混合することにより、これらを含む混合物を得ることができる。この観点から、本発明の製造方法は、その一態様において、さらに、炭素源である有機化合物と亜鉛化合物粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種の無機鋳型材とを混合して前記混合物を得る工程を含む。 By mixing the carbon source and the inorganic template material, a mixture containing them can be obtained. From this point of view, in one aspect of the production method of the present invention, an organic compound as a carbon source and at least one inorganic template material selected from the group consisting of zinc compound particles and zinc particles are further mixed. The step of obtaining the mixture is included.
混合方法は、特に制限されず、例えば公知の混合方法を各種適用することができる。混合方法としては、粒子を混ぜるミキサーやナウターミキサー、さらには、シェアをかけて混ぜ合わせる、乳鉢、ボールミル、メカノフュージョン等を使用する方法を採用することができる。本発明の一態様においては、例えば炭素源として糖を使用する場合においては、混錬することにより、ペースト状混合物を得ることができる。混合時間は、特に制限されるものではないが、例えば1〜30分間、好ましくは5〜15分間である。 The mixing method is not particularly limited, and for example, various known mixing methods can be applied. As a mixing method, a mixer for mixing particles, a nouter mixer, and a method using a mortar, a ball mill, a mechanofusion, or the like for mixing by sharing can be adopted. In one aspect of the present invention, for example, when sugar is used as a carbon source, a paste-like mixture can be obtained by kneading. The mixing time is not particularly limited, but is, for example, 1 to 30 minutes, preferably 5 to 15 minutes.
混合の際には、炭素源と無機鋳型材の他に、他の成分を添加することもできる。他の成分としては、例えば、上記無機鋳型材（亜鉛粒子、亜鉛化合物粒子）以外の無機鋳型材、他の炭素源、溶媒、バインダー等が挙げられる。本発明の一態様においては、混合物100質量％中、炭素源（特に糖）と上記無機鋳型材（亜鉛粒子、亜鉛化合物粒子）との合計含有量が、例えば70質量％以上、好ましくは80質量％以上、より好ましくは90質量％以上、さらに好ましくは95質量％以上、よりさらに好ましくは99質量％以上、100質量％等である。 At the time of mixing, other components may be added in addition to the carbon source and the inorganic template material. Examples of other components include inorganic template materials other than the above-mentioned inorganic template materials (zinc particles, zinc compound particles), other carbon sources, solvents, binders, and the like. In one aspect of the present invention, the total content of the carbon source (particularly sugar) and the inorganic template material (zinc particles, zinc compound particles) in 100% by mass of the mixture is, for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass. % Or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, still more preferably 99% by mass or more, 100% by mass or the like.
混合比率は、特に制限されるものではない。 The mixing ratio is not particularly limited.
混合物（或いは、混合物中の炭素源と無機鋳型材との合計）中の炭素源（特に糖）の含有量は、得られる多孔質炭素材料の比表面積の観点から、例えば30 v/v％以上、好ましくは50 v/v％以上、より好ましくは60 v/v％以上、さらに好ましくは70 v/v％以上、特に好ましくは74 v/v％以上であることが好ましい。該含有量を細密充填（74v/v%）以上とすることにより、特に比表面積の大きい多孔質構造を得ることができる。該含有量は、同様の観点から、例えば97 v/v％以下、好ましくは95 v/v％以下、より好ましくは90 v/v％以下、さらに好ましくは85 v/v％以下、よりさらに好ましくは82 v/v％以下、とりわけさらに好ましくは80 v/v％以下である。 The content of the carbon source (particularly sugar) in the mixture (or the sum of the carbon source in the mixture and the inorganic template material) is, for example, 30 v / v% or more from the viewpoint of the specific surface area of the obtained porous carbon material. It is preferably 50 v / v% or more, more preferably 60 v / v% or more, still more preferably 70 v / v% or more, and particularly preferably 74 v / v% or more. By setting the content to a fine packing (74v / v%) or more, a porous structure having a particularly large specific surface area can be obtained. From the same viewpoint, the content is, for example, 97 v / v% or less, preferably 95 v / v% or less, more preferably 90 v / v% or less, still more preferably 85 v / v% or less, still more preferable. Is 82 v / v% or less, and more preferably 80 v / v% or less.
混合物中の無機鋳型材の含有量は、得られる多孔質炭素材料の比表面積の観点から、例えば70 v/v％以下、好ましくは50 v/v％以下、より好ましくは40 v/v％以下、さらに好ましくは30 v/v％以下、特に好ましくは26 v/v％以下であることが好ましい。該含有量は、同様の観点から、例えば3 v/v％以上、好ましくは5 v/v％以上、より好ましくは10 v/v％以上、さらに好ましくは15 v/v％以上、よりさらに好ましくは18 v/v％以上、とりわけさらに好ましくは20 v/v％以上である。 The content of the inorganic template material in the mixture is, for example, 70 v / v% or less, preferably 50 v / v% or less, more preferably 40 v / v% or less, from the viewpoint of the specific surface area of the obtained porous carbon material. , More preferably 30 v / v% or less, and particularly preferably 26 v / v% or less. From the same viewpoint, the content is, for example, 3 v / v% or more, preferably 5 v / v% or more, more preferably 10 v / v% or more, still more preferably 15 v / v% or more, still more preferably. Is 18 v / v% or higher, and more preferably 20 v / v% or higher.
混合物の加熱処理は、不活性雰囲気下で行う。具体的には、不活性ガス中で行われる。不活性ガスとしては、特に制限されないが、例えば窒素ガス、アルゴンガス等が挙げられる。 The heat treatment of the mixture is carried out in an inert atmosphere. Specifically, it is carried out in an inert gas. The inert gas is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen gas and argon gas.
加熱処理の温度は、亜鉛化合物及び／又は金属亜鉛の気体化温度域である限り、特に制限されない。これにより、有機化合物が炭素化され（炭素化処理）、さらに亜鉛化合物及び／又は金属亜鉛の気体化が起こり（気体化処理）、多孔質炭素材料が得られる。 The temperature of the heat treatment is not particularly limited as long as it is in the vaporization temperature range of the zinc compound and / or metallic zinc. As a result, the organic compound is carbonized (carbonization treatment), and the zinc compound and / or metallic zinc is vaporized (gasification treatment) to obtain a porous carbon material.
本発明の好ましい一態様において、無機鋳型材として、酸素原子を含む亜鉛化合物の粒子及び亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも1種を使用する場合、加熱処理中に、亜鉛化合物は周囲の炭素との反応により還元されて、比較的低温で気体化する（沸点907℃）金属亜鉛が生じるので、比較的低温での加熱処理によりこれを除去することができ、多孔質構造を得ることができる。このため、この場合は、加熱処理は、金属亜鉛の気体化温度域で加熱する工程を含むことが好ましい。金属亜鉛の気体化温度域は、金属亜鉛の沸点（907℃）以上の温度であり、例えば907〜1200℃、好ましくは920〜1050℃、より好ましくは930〜970℃である。 In a preferred embodiment of the present invention, when at least one selected from the group consisting of particles of a zinc compound containing an oxygen atom and zinc particles is used as the inorganic template material, the zinc compound is subjected to the surrounding carbon during the heat treatment. Since metallic zinc that is reduced by the reaction with and gasifies at a relatively low temperature (boiling point 907 ° C.) is produced, this can be removed by heat treatment at a relatively low temperature, and a porous structure can be obtained. .. Therefore, in this case, the heat treatment preferably includes a step of heating in the vaporization temperature range of metallic zinc. The vaporization temperature range of metallic zinc is a temperature equal to or higher than the boiling point (907 ° C) of metallic zinc, for example, 907 to 1200 ° C, preferably 920 to 150 ° C, and more preferably 930 to 970 ° C.
上記気体化温度域での加熱処理の時間は、多孔質炭素材料が得られる程度の時間である限り特に制限されず、混合物の形態、容積等に応じて、適宜設定することができる。この時間は、例えば1〜8時間、好ましくは2〜4時間である。 The time of the heat treatment in the above-mentioned vaporization temperature range is not particularly limited as long as the time is such that a porous carbon material can be obtained, and can be appropriately set according to the form, volume, etc. of the mixture. This time is, for example, 1 to 8 hours, preferably 2 to 4 hours.
本発明の好ましい一態様においては、加熱処理は、上記気体化温度域での加熱処理の前に、さらに有機化合物の炭化温度域で加熱する工程を含む。炭化温度域は、炭化が十分に起こる温度である限り特に制限されないが、例えば150〜900℃である。この態様における好ましい一態様においては、加熱処理は、上記気体化温度域での加熱処理の前に、さらに金属亜鉛の気体化温度まで昇温させる工程を含む。昇温開始温度は特に制限されず、通常、0〜50℃、10〜35℃である。昇温速度は、特に制限されないが、例えば0.2〜10℃／min、好ましくは0.5〜5℃／min、より好ましくは0.8〜2℃／min、さらに好ましくは0.9〜1.5℃／minである。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat treatment includes a step of further heating the organic compound in the carbonization temperature range before the heat treatment in the vaporization temperature range. The carbonization temperature range is not particularly limited as long as the temperature at which carbonization occurs sufficiently, but is, for example, 150 to 900 ° C. In a preferred embodiment of this aspect, the heat treatment includes a step of further raising the temperature to the vaporization temperature of metallic zinc before the heat treatment in the above-mentioned vaporization temperature range. The temperature at which the temperature rise starts is not particularly limited, and is usually 0 to 50 ° C. and 10 to 35 ° C. The rate of temperature rise is not particularly limited, but is, for example, 0.2 to 10 ° C./min, preferably 0.5 to 5 ° C./min, more preferably 0.8 to 2 ° C./min, and even more preferably 0.9 to 1.5 ° C./min.
加熱処理して得られた多孔質炭素材料は、必要に応じて、粉砕処理に供することができる。粉砕処理は、従来公知の方法を選択することが可能であり、粉砕処理を施した後の粒度、処理量に応じて適宜選択されることが好ましい。粉砕処理方法の例としては、ボールミル、ビーズミル、ジェットミルなどを例示することができる。 The porous carbon material obtained by the heat treatment can be subjected to a pulverization treatment, if necessary. For the pulverization treatment, a conventionally known method can be selected, and it is preferable to appropriately select the pulverization treatment according to the particle size and the amount of treatment after the pulverization treatment. Examples of the pulverization treatment method include a ball mill, a bead mill, and a jet mill.
上述のとおり、加熱処理することにより、溶媒を使用せずとも、特に加熱処理後に溶媒を使用せずとも、多孔質炭素材料を（好ましくは、高比表面積の多孔質炭素材料を）得ることができる。 As described above, the heat treatment can obtain a porous carbon material (preferably a porous carbon material having a high specific surface area) without using a solvent, particularly without using a solvent after the heat treatment. it can.
2．多孔質炭素材料
本発明は、その一態様において、本発明の製造方法で得られた、多孔質炭素材料（本明細書において、「本発明の多孔質炭素材料」と示すこともある。）に関する。以下に、これについて説明する。
2. Porous Carbon Material In one aspect of the present invention, the present invention relates to a porous carbon material (sometimes referred to as “the porous carbon material of the present invention” in the present specification) obtained by the production method of the present invention. .. This will be described below.
本発明の多孔質炭素材料の形状としては、特に制限されず、例えば球状、楕円状、方形等の他、鱗片、薄片状等の板状、ロッド状、無定形状等である。 The shape of the porous carbon material of the present invention is not particularly limited, and is, for example, spherical, elliptical, square, etc., as well as plate-like, rod-like, and amorphous shapes such as scales and flakes.
本発明の多孔質炭素材料の平均粒子径は、例えば1〜1000μm、5〜500μm、10〜200μmである。 The average particle size of the porous carbon material of the present invention is, for example, 1 to 1000 μm, 5 to 500 μm, and 10 to 200 μm.
本発明の好ましい一態様において、本発明の多孔質炭素材料は、高比表面積の多孔質炭素材料である。本発明の多孔質炭素材料における、窒素吸着等温線から算出されるBET比表面積は、例えば100 m2/g以上、好ましくは400 m2/g以上、より好ましくは600 m2/g以上、さらに好ましくは800 m2/g以上、特に好ましくは1000 m2/g以上である。該比表面積の上限は、特に制限されず、例えば2000 m2/g、1500 m2/gである。 In a preferred embodiment of the present invention, the porous carbon material of the present invention is a porous carbon material having a high specific surface area. In the porous carbon material of the present invention, the BET specific surface area calculated from the nitrogen adsorption isotherm is, for example, 100 m 2 / g or more, preferably 400 m 2 / g or more, more preferably 600 m 2 / g or more, and further. It is preferably 800 m 2 / g or more, and particularly preferably 1000 m 2 / g or more. The upper limit of the specific surface area is not particularly limited, and is, for example, 2000 m 2 / g and 1500 m 2 / g.
本発明の多孔質炭素材料は、メソサイズの無機鋳型材を使用することにより、メソ孔を有する。窒素吸着等温線から算出されるメソ孔容積は、例えば0.2 cm3/g以上、好ましくは0.4 cm3/g以上、より好ましくは0.6 cm3/g以上、さらに好ましくは0.8 cm3/g以上、よりさらに好ましくは1.0 cm3/g以上である。該メソ孔容積の上限は、特に制限されず、例えば3 cm3/g、2 cm3/gである。 The porous carbon material of the present invention has mesopores by using a mesosized inorganic template material. The mesopore volume calculated from the nitrogen adsorption isotherm is, for example, 0.2 cm 3 / g or more, preferably 0.4 cm 3 / g or more, more preferably 0.6 cm 3 / g or more, still more preferably 0.8 cm 3 / g or more. Even more preferably, it is 1.0 cm 3 / g or more. The upper limit of the mesopore volume is not particularly limited, and is, for example, 3 cm 3 / g and 2 cm 3 / g.
本発明の多孔質炭素材料は、ミクロ孔を有し得る。窒素吸着等温線から算出されるミクロ孔容積は、例えば0.05 cm3/g以上、好ましくは0.1 cm3/g以上、より好ましくは0.2cm3/g以上、さらに好ましくは0.25 cm3/g以上、よりさらに好ましくは0.3 cm3/g以上である。該メソ孔容積の上限は、特に制限されず、例えば0.8 cm3/g、0.5 cm3/gである。 The porous carbon material of the present invention may have micropores. The micropore volume calculated from the nitrogen adsorption isotherm is, for example, 0.05 cm 3 / g or more, preferably 0.1 cm 3 / g or more, more preferably 0.2 cm 3 / g or more, still more preferably 0.25 cm 3 / g or more. Even more preferably, it is 0.3 cm 3 / g or more. The upper limit of the mesopore volume is not particularly limited, for example, 0.8 cm 3 /g,0.5 cm 3 / g .
本発明の製造方法は、アルカリ、酸等を使用した無機鋳型材の除去処理や賦活処理を必要とせずに、多孔質炭素材料を（好ましくは、高比表面積の多孔質炭素材料）を得ることができる。このため、本発明の多孔質炭素材料におけるアルカリ成分及び酸成分の合計残留量は、例えば100ppm以下、好ましくは10ppm以下、より好ましくは1ppm以下である。本発明の多孔質炭素材料は、アルカリ成分及び酸成分を含まない。 The production method of the present invention obtains a porous carbon material (preferably a porous carbon material having a high specific surface area) without requiring a removal treatment or activation treatment of an inorganic template material using an alkali, an acid or the like. Can be done. Therefore, the total residual amount of the alkaline component and the acid component in the porous carbon material of the present invention is, for example, 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less, and more preferably 1 ppm or less. The porous carbon material of the present invention does not contain an alkaline component and an acid component.
本発明の多孔質炭素材料は、多孔質炭素材料を利用することが可能な様々な用途に使用することができる。例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、メタンなどのガス分離材料や、吸着材や、キャパシタ材料や、電極材料、フィルターなどに使用することができる。 The porous carbon material of the present invention can be used in various applications in which the porous carbon material can be utilized. For example, it can be used as a gas separating material such as nitrogen, oxygen, carbon dioxide, and methane, an adsorbent, a capacitor material, an electrode material, a filter, and the like.
以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1．炭素源としてスクロースを用いた多孔質炭素材料の製造
炭素源としてスクロース（スクロース：和光純薬工業株式会社）を用い、無機鋳型材として、平均粒子径20nmの酸化亜鉛粒子（酸化亜鉛：和光純薬工業株式会社）を用いて、多孔質炭素材料を製造した。具体的には以下のようにして行った。
Example 1. Manufacture of porous carbon material using sucrose as a carbon source Sculose (Sculose: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as a carbon source, and zinc oxide particles with an average particle diameter of 20 nm (zinc oxide: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are used as an inorganic template material. (Industrial Co., Ltd.) was used to manufacture a porous carbon material. Specifically, it was carried out as follows.
スクロース（1.67モル部）と酸化亜鉛粒子（3モル部、5モル部、7モル部、10モル部、15モル部、又は20モル部）とを乳鉢中で乳棒を用いて10分間混錬した。ネガティブコントロールとして、スクロースのみを容器中で10分間混錬した。得られたペースト状の混合物を加熱装置にセットし、窒素雰囲気下で、常温から950℃まで1℃／minで昇温させ、続いて950℃で3時間加熱処理して、多孔質炭素材料を得た。 Sculose (1.67 mol part) and zinc oxide particles (3 mol part, 5 mol part, 7 mol part, 10 mol part, 15 mol part, or 20 mol part) were kneaded in a mortar for 10 minutes using a pestle. .. As a negative control, only sucrose was kneaded in a container for 10 minutes. The obtained paste-like mixture was set in a heating device, heated from room temperature to 950 ° C. at 1 ° C./min under a nitrogen atmosphere, and then heat-treated at 950 ° C. for 3 hours to prepare a porous carbon material. Obtained.
実施例2．炭素源としてフルクトースを用いた多孔質炭素材料の製造
炭素源としてフルクトース（フルクトース：和光純薬工業株式会社）を用いる以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を得た。
Example 2. Production of Porous Carbon Material Using Fructose as a Carbon Source A porous carbon material was obtained in the same manner as in Example 1 except that fructose (fructose: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a carbon source.
実施例3．炭素源としてフェノール樹脂を用いた多孔質炭素材料の製造
炭素源としてテレフタルアルデヒド（東京化成工業株式会社）とレゾルシノール（和光純薬工業株式会社）を用いる以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を得た。
Example 3. Production of Porous Carbon Material Using Phenolic Resin as Carbon Source Porous as in Example 1 except that terephthalaldehyde (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and resorcinol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are used as carbon sources. Obtained carbon material.
試験例1．細孔特性解析
実施例1〜3で得られた各多孔質炭素材料の比表面積及び細孔分布を、測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社：BELSORP-max）を用いてガス吸着法により測定した。
Test example 1. Pore characteristics analysis The specific surface area and pore distribution of each of the porous carbon materials obtained in Examples 1 to 3 were measured by the gas adsorption method using a measuring device (Microtrac Bell Co., Ltd .: BELSORP-max). ..
窒素吸着等温線グラフを図１〜４に示す。図１〜２が実施例1の多孔質炭素材料の窒素吸着等温線グラフを示し、図３が実施例2の多孔質炭素材料の窒素吸着等温線グラフを示し、図４が実施例3の多孔質炭素材料の窒素吸着等温線グラフを示す。 Nitrogen adsorption isotherm graphs are shown in FIGS. 1 and 2 show a nitrogen adsorption isotherm graph of the porous carbon material of Example 1, FIG. 3 shows a nitrogen adsorption isotherm graph of the porous carbon material of Example 2, and FIG. 4 shows a porous graph of Example 3. The nitrogen adsorption isotherm graph of the quality carbon material is shown.
図１〜４の窒素吸着等温線は、全てIV型の等温線である。このことから、実施例1〜3で得られた多孔質炭素材料は、ミクロ孔とメソ孔を有する多孔質構造であることが分かった。 The nitrogen adsorption isotherms in FIGS. 1 to 4 are all type IV isotherms. From this, it was found that the porous carbon materials obtained in Examples 1 to 3 had a porous structure having micropores and mesopores.
次に、窒素吸着等温線のデータに基づいて、BET比表面積（SBET）、メソ孔容積（Vmeso）、ミクロ孔容積（Vmicro）を算出した。また、炭素源として糖を使用したものについては、炭素源と無機鋳型材とのモル比から、加熱処理前のこれらの混合物中の炭素源の含有量（v/v%）を算出した。結果を表１〜３に示す。表１が実施例1の多孔質炭素材料の結果を示し、表２が実施例2の多孔質炭素材料の結果を示し、表３が実施例3の多孔質炭素材料の結果を示す。表１〜３中、最左列の右端の数字は、使用した酸化亜鉛粒子のモル部（炭素源は1.67モル部）を示す。 Next, the BET specific surface area (S BET ), mesopore volume (V meso ), and micropore volume (V micro ) were calculated based on the nitrogen adsorption isotherm data. For those using sugar as the carbon source, the content (v / v%) of the carbon source in the mixture before the heat treatment was calculated from the molar ratio of the carbon source and the inorganic template material. The results are shown in Tables 1-3. Table 1 shows the results of the porous carbon material of Example 1, Table 2 shows the results of the porous carbon material of Example 2, and Table 3 shows the results of the porous carbon material of Example 3. In Tables 1 to 3, the number at the right end in the leftmost column indicates the molar portion (carbon source is 1.67 molar portion) of the zinc oxide particles used.
表１〜３に示されるように、実施例1〜3で得られた多孔質炭素材料は、一定以上のBET比表面積を有する多孔質構造であることが分かった。また、炭素源として糖を使用することにより、より比表面積の大きい多孔質構造が得られることが分かった。特に、加熱処理前の混合物（炭素源と無機鋳型材との混合物）中の炭素源の含有量（v/v%）を細密充填（74v/v%）以上とすることにより、特に比表面積の大きい多孔質構造が得られることが分かった。 As shown in Tables 1 to 3, the porous carbon materials obtained in Examples 1 to 3 were found to have a porous structure having a BET specific surface area of a certain level or more. It was also found that by using sugar as a carbon source, a porous structure having a larger specific surface area can be obtained. In particular, by setting the content (v / v%) of the carbon source in the mixture (mixture of the carbon source and the inorganic template material) before the heat treatment to be finely packed (74v / v%) or more, the specific surface area is particularly increased. It was found that a large porous structure can be obtained.
最後に、窒素吸着等温線のデータに基づいて、BJH（Barrett-Joyner-Halenda）法により細孔径分布を求めた。結果を図５〜８に示す。図５〜６が実施例1の多孔質炭素材料の細孔径分布グラフを示し、図７が実施例2の多孔質炭素材料の細孔径分布グラフを示し、図８が実施例3の多孔質炭素材料の細孔径分布グラフを示す。実施例1〜3で得られた多孔質炭素材料は、無機鋳型材の平均粒子径（20nm）と同等の粒子径にピークを示すことが分かった。このことから、無機鋳型材がメソ孔形成の鋳型となっていることが分かった。 Finally, the pore size distribution was determined by the BJH (Barrett-Joyner-Halenda) method based on the nitrogen adsorption isotherm data. The results are shown in FIGS. 5-8. FIGS. 5 to 6 show a pore size distribution graph of the porous carbon material of Example 1, FIG. 7 shows a pore size distribution graph of the porous carbon material of Example 2, and FIG. 8 shows a porous carbon of Example 3. The pore size distribution graph of the material is shown. It was found that the porous carbon materials obtained in Examples 1 to 3 showed a peak in a particle size equivalent to the average particle size (20 nm) of the inorganic template material. From this, it was found that the inorganic mold material serves as a mold for forming mesopores.
試験例2．組成解析
実施例1の多孔質炭素材料の組成を、FE-SEM（Field Emission-Scanning Electron Microscope（電界放出型走査電子顕微鏡装置）、装置S-4800、日立ハイテクノロジーズ社製）及びEDX（Energy dispersive X-ray spectrometry（エネルギー分散型X線分析）、装置EMAXEvolution、堀場製作所社製）により解析した。
Test example 2. Composition analysis The composition of the porous carbon material of Example 1 was determined by FE-SEM (Field Emission-Scanning Electron Microscope), device S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd.) and EDX (Energy dispersive). Analysis was performed by X-ray spectrometry (energy dispersive X-ray analysis), device EMAXEvolution, manufactured by Horiba Seisakusho.
無機鋳型材の材料（酸化亜鉛）の残存率とBET比表面積（試験例1）を表したグラフを図９に示す。Suc-ZnO-3及びSuc-ZnO-7はZnOを含んでおらず、酸化亜鉛粒子は炭素化処理によって除去されたことが確認された。一方、酸化亜鉛粒子の添加量が多いSuc-ZnO-10及びSuc-ZnO-15は、多孔質炭素材料中に酸化亜鉛が残存し、これに伴い比表面積が減少していることが分かった。 FIG. 9 shows a graph showing the residual ratio of the material (zinc oxide) of the inorganic template material and the BET specific surface area (Test Example 1). It was confirmed that Suc-ZnO-3 and Suc-ZnO-7 did not contain ZnO, and the zinc oxide particles were removed by the carbonization treatment. On the other hand, it was found that in Suc-ZnO-10 and Suc-ZnO-15 in which a large amount of zinc oxide particles were added, zinc oxide remained in the porous carbon material, and the specific surface area decreased accordingly.
なお、酸化亜鉛粒子の代わりに亜鉛粒子を用いた場合、炭素化後の多孔質炭素材料に亜鉛の残存は確認されなかった。また、この場合、ミクロ孔は、酸化亜鉛粒子を用いた多孔質炭素材料よりも発達しなかった。 When zinc particles were used instead of zinc oxide particles, no residual zinc was confirmed in the porous carbon material after carbonization. Also, in this case, the micropores did not develop as compared to the porous carbon material using zinc oxide particles.
以上のことから、酸化亜鉛は炭素化処理中に亜鉛に還元され、比較的低いZnの沸点（907℃）によって蒸発除去されたと考えられた。 From the above, it was considered that zinc oxide was reduced to zinc during the carbonization treatment and evaporated and removed by a relatively low Zn boiling point (907 ° C.).
試験例3．画像解析
実施例1の多孔質炭素材料について、走査型電子顕微鏡（SEM）画像を取得した。
Test example 3. Image Analysis Scanning electron microscope (SEM) images were acquired for the porous carbon material of Example 1.
SEM画像を図１０に示す。酸化亜鉛粒子の添加量増加とともに粒子径が小さくなることが分かった。これは、炭素化処理中の酸化還元反応により炭素が消費されたことに起因すると考えられた。 The SEM image is shown in FIG. It was found that the particle size became smaller as the amount of zinc oxide particles added increased. It was considered that this was due to the consumption of carbon by the redox reaction during the carbonization treatment.
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