WO2018116859A1 - 活性炭及びその製造方法 - Google Patents

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WO2018116859A1
WO2018116859A1 PCT/JP2017/044097 JP2017044097W WO2018116859A1 WO 2018116859 A1 WO2018116859 A1 WO 2018116859A1 JP 2017044097 W JP2017044097 W JP 2017044097W WO 2018116859 A1 WO2018116859 A1 WO 2018116859A1
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activated carbon
pore
pore volume
less
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中野　智康
弘和 清水
昭典 河内
啓二 堺
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株式会社アドール
ユニチカ株式会社
大阪ガスケミカル株式会社
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof

Definitions

  • the present invention relates to activated carbon and a method for producing the same, and more particularly, to activated carbon and a method for producing the same, which are excellent in trihalomethane filtering ability under high empty space velocity.
  • chlorine is added to tap water or the like used for beverages for the purpose of sterilization.
  • chlorine contained in tap water reacts with organic substances contained in tap water to produce an organic halogen compound.
  • organic substances contained in tap water For example, it is known that when humic substances that are natural organic substances react with chlorine in tap water, trihalomethanes that are carcinogenic substances are produced. And the activated carbon excellent in the filtration capability of these organic halogen compounds contained in tap water is proposed.
  • the pore volume ratio of the pore diameter of 20 to 100 mm (2 nm to 10 nm) to the pore volume of the pore diameter of 100 mm (10 nm) or less is 5 to 50%.
  • an adsorbent containing porous carbon having a pore volume ratio of 45% or more with a pore diameter of 10 mm (1 nm) or less see, for example, Patent Document 1).
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 20 to 100 mm to 5 to 50% is to increase the proportion of relatively large pores and This is to increase the attractive adsorption force.
  • the pore volume ratio with a pore diameter of 10 mm or less effective for the static equilibrium adsorption amount may be 45% or more. It is disclosed. And it is supposed that this adsorbent can make static adsorption force and dynamic adsorption force compatible by setting it as such a structure.
  • the mesopore volume in the range of pore diameters of 30 mm or more and less than 50 mm in the pore diameter distribution determined by the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm at 77.4 K is 0.02 to 0.40 cc / g
  • Activated carbon is known in which the ratio of the mesopore volume in the above range to the pore volume is 5 to 45% (see, for example, Patent Document 2).
  • the activated carbon by controlling the volume of the mesopores (pores having a diameter of 2 to 50 nm) and the ratio within such a range, a material suitable for adsorption of various substances to be adsorbed (particularly trihalomethanes) It is supposed to be possible.
  • the water purification filter has been required to have a large amount of total trihalomethane filtrate (the amount of water until the total trihalomethane removal rate is reduced to 80%) in the JIS S3201 “Volatile Organic Compound Filtration Capability Test”. ing. The larger the total amount of filtered water, the longer the usable period (replacement period) of the purified water filter.
  • the water purification filter when the water purification filter is for a faucet integrated water purifier, the water purification filter needs to be downsized. As the water filter becomes smaller, the superficial velocity (SV) increases and it becomes difficult to maintain a high total trihalomethane filtration capacity.
  • SV superficial velocity
  • the main object of the present invention is to solve the above problems and to provide an activated carbon having a high total trihalomethane filtration capacity and a method for producing the same even in water treatment at a high superficial velocity (SV).
  • trihalomethane molecules are likely to be adsorbed in pores of 1.5 nm or less.
  • the present inventors considered that the rate at which trihalomethane molecules diffuse into the pores is also an important factor when considering the filtration of total trihalomethane molecules under high SV. Therefore, the present inventors have repeatedly studied from these viewpoints, control the pore diameter and the pore volume of the activated carbon, make the pore volume of 1.5 nm or less a specific range, and 1.5 nm or more and 2.5 nm It has been found that by setting the pore volume of the following pore diameters within a specific range, it has a high total trihalomethane filtration ability even under high SV.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 aims to increase the dynamic adsorption force by controlling the pore volume of 2 to 10 nm, which is a wide pore diameter range among mesopores.
  • it is considered to improve the filtration ability under high SV such as 3000 h ⁇ 1 and to control the pore volume of the pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm.
  • the activated carbon specifically disclosed as an example in the same document has a small pore volume in the range of 1.5 nm to 2.5 nm, and filtration of total trihalomethanes under high superficial velocity conditions. The ability cannot be fully demonstrated.
  • the invention disclosed in Patent Document 2 discloses that the pore volume in a relatively large pore diameter range of 3 to 5 nm is controlled. Further, as a control method, a pitch containing 0.01 to 5% by weight of at least one metal component of Mg, Mn, Fe, Y, Pt and Gd is used as an activated carbon precursor, and the precursor is infusible. Alternatively, in the method of carbonization treatment and activation treatment, the mesopore mode diameter of the obtained activated carbon is controlled by changing the type of the metal component, and when producing activated carbon for adsorption of trihalomethanes, Fe It is disclosed that the added activated carbon exhibits the most excellent effect as an adsorbent for removing organic compounds in water.
  • the pore volume in the range can be increased, the pore volume in the range of the pore diameter of 1.5 nm or less and the pore volume in the range of 1.5 to 2.5 nm are sufficiently large. It was found that the total trihalomethane filtration capacity under high superficial velocity conditions could not be fully demonstrated.
  • the present invention is an invention that has been completed through further studies based on these findings.
  • this invention provides the invention of the aspect hung up below.
  • Item 1 Among the pore volumes calculated by the QSDFT method, the pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less is 0.3 cc / g or more and 0.5 cc / g or less, And the activated carbon whose pore volume B of the pore diameter of the range of 1.5 nm or more and 2.5 nm or less is 0.03 cc / g or more and 0.12 cc / g or less among the pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • Item 2. Item 2.
  • Activated carbon according to Item 1 wherein, among the pore volumes calculated by the QSDFT method, the pore volume C having a pore diameter in the range of 2.5 nm or more is 0.03 cc / g or less.
  • Item 3. Item 3. The activated carbon according to Item 1 or 2, wherein a ratio of the pore volume B to the pore volume A (pore volume B / pore volume A) is 0.1 to 0.3.
  • the specific surface area is 900 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, and among the pore volumes calculated by the QSDFT method, the total pore volume is 0.33 cc / g or more and 0.70 cc / g or less.
  • Item 5. The activated carbon according to any one of Items 1 to 4, wherein the total trihalomethane filtration capacity is 45 L / g or more.
  • Item 6. The activated carbon according to any one of Items 1 to 5, wherein the activated carbon is fibrous activated carbon.
  • Item 7. Item 6. The method according to any one of Items 1 to 6, comprising a step of activating an activated carbon precursor containing 0.1 to 1.0% by mass of yttrium at a temperature of 900 to 1000 ° C. in an atmosphere having a CO 2 concentration of 50% by volume or more. The manufacturing method of activated carbon as described in any one of.
  • Item 8. A water purification filter comprising the activated carbon according to any one of Items 1 to 6.
  • Item 9. Item 7. A method for filtering water using the activated carbon according to any one of Items 1 to 6.
  • the pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less is 0.3 cc / g or more and 0.5 cc / g or less
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm is 0.03 cc / g to 0.12 cc / g
  • FIG. 2 is a graph showing the pore size distribution calculated by the QSDFT method for activated carbon of Example 1.
  • FIG. It is a graph which shows the pore size distribution calculated by the QSDFT method of the activated carbon of Example 2. It is a graph which shows the pore diameter distribution calculated by the QSDFT method of the activated carbon of Example 3. It is a graph which shows the pore diameter distribution calculated by the QSDFT method of the activated carbon of Example 4. It is a graph which shows the pore size distribution calculated by the QSDFT method of the activated carbon of Example 5.
  • 6 is a graph showing a pore size distribution calculated by the QSDFT method of activated carbon of Comparative Example 1.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume A with a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.3 to 0.5 cc / g, and the QSDFT method.
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm is 0.03 cc / g to 0.12 cc / g.
  • a pore volume having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less is set to a specific range, and a pore having a pore diameter of 1.5 nm to 2.5 nm is used. It is important that the volume is in a specific range.
  • pores of 1.5 nm or less tend to adsorb trihalomethane molecules, and pores of 1.5 nm or more and 2.5 nm or less are adsorbed within the pores of trihalomethane molecules in addition to adsorption of trihalomethane molecules. It is thought that it also contributes to diffusion.
  • the pore volume of pores of 1.5 nm or less and the pore volume of pores of 1.5 nm or more and 2.5 nm or less are simply increased.
  • the pore volume in a specific pore diameter range is calculated by the QSDFT method.
  • QSDFT method quenched solid density functional method
  • measurement of nitrogen adsorption isotherm and pore size distribution analysis by QSDFT method are performed using “AUTOSORB-1-MP” manufactured by Quantachrome.
  • the pore size distribution is calculated to obtain a fine pore size range.
  • the pore volume can be calculated.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less in the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.3 cc / g to 0.5 cc / g,
  • the pore volume A is preferably 0.4 cc / g or more and 0.5 cc / g or less from the viewpoint of easily having higher total trihalomethane filtration ability.
  • the pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less is 0.4 cc / g or more and 0.5 cc / g or less, and the pore diameter is in the range of 0.65 nm or more and 0.8 nm or less.
  • the volume is 0.05 cc / g or more, preferably 0.06 cc / g or more and 0.12 cc / g or less
  • the activated carbon of the present invention can be used even in water flow treatment at a large superficial velocity (SV). It tends to have high total trihalomethane filtration capacity.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume calculated by the QSDFT method of 1
  • the pore volume having a pore diameter in the range of 0.0 nm or less is preferably 0.2 cc / g or more and 0.4 cc / g or less.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume in the range of 1.0 nm or more and 1.5 nm or less in the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.03 cc / g or more and 0 or less. .15 cc / g or less is preferable.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.03 cc / g to 0.12 cc / g.
  • the pore volume B is 0.06 cc / g or more and 0.12 cc / g or less. preferable.
  • the activated carbon of the present invention is 2.5 nm out of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration capacity even in water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume C having a pore diameter in the above range is preferably 0.03 cc / g or less.
  • the ratio of the pore volume B to the pore volume A (from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration capacity even in water flow treatment at a high superficial velocity (SV) (
  • the pore volume B / pore volume A) is preferably 0.1 to 0.3, more preferably 0.15 to 0.3, and particularly preferably 0.15 to 0.20. preferable.
  • the activated carbon of the present invention preferably has a specific surface area of the activated carbon (value measured by the BET method using nitrogen as an adsorbed substance (one-point method)) of about 700 to 2500 m 2 / g, more preferably 1000 to For example, about 2000 m 2 / g.
  • the total pore volume of the activated carbon calculated by the QSDFT method is preferably about 0.35 to 1.50 cc / g, more preferably about 0.35 to 1.00 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention is further improved in that it has a better balance between adsorption and diffusion of trihalomethane, and has a higher total trihalomethane filtration capability.
  • the ratio of the pore volume A is preferably about 70 to 90%, more preferably about 75 to 85%, and particularly preferably about 82 to 84%. It is done.
  • the proportion of the pore volume B in the total pore volume (100%) is preferably about 10 to 30%, more preferably about 12 to 19%, and particularly preferably 13 to 15%. Degree.
  • the main raw material of the activated carbon precursor (that is, the raw material from which the activated carbon of the present invention is derived) is not particularly limited.
  • an infusible or carbonized organic material phenol
  • the organic material include polyacrylonitrile, pitch, polyvinyl alcohol, and cellulose.
  • the activated carbon of the present invention is preferably derived from pitch, and more preferably derived from coal pitch.
  • the activated carbon of the present invention one containing an yttrium compound as an activated carbon precursor is used in order to obtain the specific pore size distribution.
  • the activated carbon of this invention may contain the yttrium single-piece
  • Examples of the ratio (total) of the mass of the yttrium simple substance and the yttrium compound contained in the activated carbon in the total mass of the activated carbon of the present invention include 0.2 to 1.0% by mass, and 0.21 to 0%. 0.5% by mass is preferred.
  • the above ratio is a ratio in terms of yttrium element (that is, yttrium content) measured by an ICP emission spectroscopic analyzer (model 715-ES manufactured by Varian).
  • the form of the activated carbon of this invention is not specifically limited, For example, granular activated carbon, powdered activated carbon, fibrous activated carbon, etc. are mentioned. It is more preferable to use fibrous activated carbon from the viewpoint of processability when used after filtering and adsorption rate when used in a water purifier.
  • the average fiber diameter of the fibrous activated carbon is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably about 5 to 20 ⁇ m.
  • the average fiber diameter of the fibrous activated carbon of the present invention is a value measured by an image processing fiber diameter measuring device (based on JIS K 1477).
  • Examples of the particle sizes of the granular activated carbon and the powdered activated carbon include an integrated volume percentage D 50 measured by a laser diffraction / scattering method of 0.01 to 5 mm.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.3 cc / g to 0.5 cc / g, and Among the pore volumes calculated by the QSDFT method, the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm or more and 2.5 nm or less is 0.03 cc / g or more and 0.12 cc / g or less.
  • Activated carbon having a high total trihalomethane filtration capacity can also be obtained in the water flow treatment at the tower speed (SV).
  • Examples of the total trihalomethane filtration capacity in the water flow treatment at a high superficial velocity (SV) provided in the activated carbon of the present invention include 45 to 90 L / g in the case of SV3000h ⁇ 1 , preferably 50 to 70 L / g. Can be mentioned.
  • the method for producing activated carbon of the present invention includes a step of activating an activated carbon precursor containing 0.1 to 1.0% by mass of yttrium at a temperature of 900 to 1000 ° C. in an atmosphere having a CO 2 concentration of 50% by volume or more. Is preferred.
  • the activated carbon disclosed in Patent Document 1 has a small pore volume in the range of 1.5 nm to 2.5 nm.
  • Patent Document 2 discloses an activated carbon precursor containing at least one metal component of Mg, Mn, Fe, Y, Pt, and Gd in order to make the volume of pores having a pore diameter of 30 mm or more and less than 50 mm within a specific range.
  • a method for activating a body in an atmosphere containing nitrogen and saturated water vapor is disclosed.
  • the pore volume having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less and the pore volume having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm are sufficiently large. It cannot be assumed.
  • the activated carbon precursor containing yttrium 0.1-1.0 wt% by activation with slowly reactive activating gas of CO 2 containing 50% by volume or more than the water vapor
  • the pore volume in the range of 1.5 nm or less can be controlled to be in a specific range.
  • the main raw material for the activated carbon precursor is not particularly limited.
  • an infusible or carbonized organic material an infusible resin such as a phenol resin, and the like can be mentioned.
  • the organic material include polyacrylonitrile, pitch, polyvinyl alcohol, and cellulose. From the viewpoint of theoretical carbonization yield at the time of carbonization, pitch is preferable, and coal pitch is particularly preferable among pitches.
  • the yttrium content of the activated carbon precursor is preferably 0.1 to 1.0% by mass, more preferably 0.1 to 0.5% by mass.
  • Yttrium can be contained by mixing yttrium alone or an yttrium compound with a raw material.
  • the yttrium compound include yttrium as a constituent metal element, metal oxide, metal hydroxide, metal halide, inorganic metal compound such as metal sulfate, salt of organic acid and metal such as acetic acid, organometallic compound, etc. Is mentioned.
  • the organometallic compound include metal acetylacetonate and aromatic metal compounds.
  • the activation atmosphere has a CO 2 concentration of 50% by volume or more, preferably 95% by volume or more, more preferably 99% by volume or more.
  • CO 2 when used as the activation gas, the reaction proceeds slowly. Therefore, the higher the CO 2 concentration, the easier the adjustment of the pore size distribution, and the easier it is to obtain the activated carbon of the present invention.
  • the activation ambient temperature is usually about 800 to 1000 ° C., preferably about 900 to 980 ° C.
  • the activation time may be adjusted so as to have a predetermined pore size distribution according to the main raw material of the activated carbon precursor, the content of the yttrium compound, the CO 2 concentration in the activation gas, and the like. For example, assuming that the softening point as the main raw material of the activated carbon precursor using a pitch of 275 ° C. ⁇ 288 ° C., from 0.1 to 5.0 parts by mass as the amount of the yttrium compound of the activated carbon precursor, CO 2 concentration Is 100% by volume, the activation atmosphere temperature is 900 to 1000 ° C. and the activation time is 10 to 50 minutes.
  • Example and Comparative Example were evaluated by the following methods.
  • Yttrium content (mass%) of activated carbon precursor (infusible pitch fiber) The pitch fiber was incinerated, the ash was dissolved in an acid, and the ratio in terms of yttrium element measured by an ICP emission spectroscopic analyzer (model 715-ES manufactured by Varian) was defined as the yttrium content.
  • the yttrium content was defined as the ratio of yttrium element measured by dissolving fibrous activated carbon in an acid and measuring with an ICP emission spectroscopic analyzer (model 715-ES manufactured by Varian).
  • Pore volume (cc / g), specific surface area (m 2 / g), fiber diameter of fibrous activated carbon ( ⁇ m) The pore physical properties were measured from a nitrogen adsorption isotherm at 77K using “AUTOSORB-1-MP” manufactured by Quantachrome. The specific surface area was calculated from the measurement point of relative pressure 0.1 by the BET method. Pore volume in the pore diameter range described total pore volume and Table 1, compared the measured nitrogen desorption isotherm, by applying N 2 at 77K on carbon [slit pore, QSDFT equilibrium model] as Calculation model Analysis was performed by calculating the pore size distribution.
  • the pore volume in each pore diameter range shown in Table 1 is a reading value of a graph showing the pore diameter distribution shown in FIGS. 1 to 12, or a value calculated from the reading value. More specifically, the pore volume having a pore diameter of 0.65 nm or less is a reading value of Cumulative Pore Volume (cc / g) when the horizontal axis Pore Width of the pore diameter distribution chart is 0.65 nm.
  • a pore volume having a pore diameter of 0.8 nm or less, a pore volume having a pore diameter of 1.0 nm or less, a pore volume A having a pore diameter of 1.5 nm or less, and a pore volume having a pore diameter of 2.5 nm or less are obtained. It was.
  • the pore volume C having a pore diameter of 2.5 nm or more was calculated by subtracting the pore volume having a pore diameter of 2.5 nm or less from the total pore volume T obtained by the QSDFT method.
  • the pore volume in the pore diameter range of 0.65 to 0.8 nm was calculated by subtracting the pore volume having the pore diameter of 0.65 nm or less from the pore volume having the pore diameter of 0.8 nm or less.
  • the pore volume within the pore diameter range of 1.0 nm to 1.5 nm was calculated by subtracting the pore volume having the pore diameter of 1.0 nm or less from the pore volume A having the pore diameter of 1.5 nm or less.
  • the pore volume B in the pore diameter range of 1.5 nm to 2.5 nm was calculated by subtracting the pore volume A having a pore diameter of 1.5 nm or less from the pore volume having a pore diameter of 2.5 nm or less.
  • Example 1 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium (metal type Y) with 100 parts by mass of a granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder, and a melting temperature of 320 Pitch fibers were obtained by melt-mixing at 0 ° C. and spinning at a discharge rate of 16 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the content of yttrium (Y) was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 25 minutes to obtain activated carbon of Example 1. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.33 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.04 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.30% by mass, and the average fiber diameter was 14.2 ⁇ m.
  • Example 2 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. A pitch fiber was obtained by spinning at a discharge rate of 16 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the yttrium content was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 32 minutes to obtain activated carbon of Example 2. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.42 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.07 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.35% by mass, and the average fiber diameter was 14.2 ⁇ m.
  • Example 3 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. A pitch fiber was obtained by spinning at a discharge rate of 16 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the yttrium content was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 40 minutes to obtain activated carbon of Example 3. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.47 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.11 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.41% by mass, and the average fiber diameter was 13.9 ⁇ m.
  • Example 4 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. A pitch fiber was obtained by spinning at a discharge rate of 19 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the yttrium content was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 32 minutes to obtain activated carbon of Example 4. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.41 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.09 cc / g. g,
  • the content of yttrium in the obtained activated carbon was 0.37% by mass, and the average fiber diameter was 15.5 ⁇ m.
  • Example 5 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. A pitch fiber was obtained by spinning at a discharge rate of 16 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the yttrium content was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 50% by volume and an H 2 O concentration of 50% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 15 minutes.
  • the activated carbon of Example 5 was obtained.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.32 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.09 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.33% by mass, and the average fiber diameter was 14.6 ⁇ m.
  • Example 1 A test simulating Example 5 of Patent Document 2 was conducted. Specifically, an organic material obtained by mixing 1.3 parts by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of a granular pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder at a melting temperature of 320 ° C. Pitch fibers were obtained by melt mixing and spinning at a discharge rate of 20 g / min. The obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber. In the activated carbon precursor, the yttrium content was 0.25% by mass.
  • the activated carbon precursor obtained was activated by continuously introducing a gas having an H 2 O concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 900 ° C. for 20 minutes. Obtained.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.34 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.13 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.66% by mass, and the average fiber diameter was 16.5 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor obtained was activated by continuously introducing a gas having an H 2 O concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat treating it at an ambient temperature of 875 ° C. for 40 minutes. Obtained.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.47 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.01 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0% by mass, and the average fiber diameter was 16.7 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 60 minutes to obtain activated carbon of Comparative Example 3. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.32 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.00 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0% by mass, and the average fiber diameter was 18.5 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 67 minutes to obtain activated carbon of Comparative Example 4. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.61 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.11 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.17% by mass, and the average fiber diameter was 16.8 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an atmospheric temperature of 950 ° C. for 70 minutes to obtain activated carbon of Comparative Example 5. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.64 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.12 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.18% by mass, and the average fiber diameter was 16.8 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an atmospheric temperature of 950 ° C. for 60 minutes to obtain activated carbon of Comparative Example 6. It was.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.58 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.06 cc / g. g.
  • the content of yttrium was 0.15% by mass, and the fiber diameter was 18.2 ⁇ m.
  • a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoyttrium with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C.
  • a pitch fiber was obtained by spinning at a discharge rate of 19 g / min.
  • the obtained pitch fiber was heated from normal temperature to 354 ° C. in air at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to effect infusibilization to obtain an activated carbon precursor as an infusible pitch fiber.
  • the yttrium content was 0.16% by mass.
  • the activated carbon precursor obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 50% by volume and an H 2 O concentration of 50% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an ambient temperature of 950 ° C. for 20 minutes.
  • the activated carbon of Comparative Example 7 was obtained.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of 0.35 cc / g, and a pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 to 2.5 nm of 0.15 cc / g. g,
  • the content of yttrium was 0.46% by mass, and the average fiber diameter was 14.6 ⁇ m.
  • the pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less is 0.3 cc / g or more and 0.5 cc / g or less.
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm is 0.03 cc / g to 0.12 cc / g.
  • the activated carbon of Example 2 has a pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less of the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.4 cc / g or more and 0.5 cc / g or less.
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm is 0.06 cc / g to 0.12 cc / g, and the ratio of the pore volume B to the pore volume A ( Since the pore volume B / pore volume A) was 0.15 to 0.20, the total trihalomethane filtration ability was particularly excellent.
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm exceeds 0.12 cc / g. Therefore, the total trihalomethane filtration capacity was inferior.
  • the pore volume B having a pore diameter in the range of 1.5 nm to 2.5 nm was less than 0.03 cc / g. Therefore, the total trihalomethane filtration capacity was inferior.
  • the pore volume A having a pore diameter in the range of 1.5 nm or less out of the pore volumes calculated by the QSDFT method exceeded 0.5 cc / g.
  • the total trihalomethane filtration capacity was inferior.

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Abstract

高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を提供する。　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、　かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下である、活性炭。

Description

活性炭及びその製造方法
　本発明は、活性炭及びその製造方法に関し、特に高空塔速度下におけるトリハロメタンのろ過能力に優れた、活性炭及びその製造方法に関する。
　従来、飲料用に供される水道水などには、殺菌を目的として塩素が添加されている。しかしながら、水道水中に含まれる塩素は、水道水中に含まれる有機物と反応して、有機ハロゲン系化合物を生成する。例えば、天然有機物であるフミン質が水道水中において塩素と反応すると、発がん性物質であるトリハロメタンを生成することが知られている。そして、水道水中に含まれるこれらの有機ハロゲン系化合物のろ過能力に優れた活性炭が提案されている。
　有機ハロゲン系化合物のろ過能力に優れた活性炭として、例えば、細孔径が１００Å（１０ｎｍ）以下の細孔容積に対する、細孔径２０Å～１００Å（２ｎｍ～１０ｎｍ）の細孔容積比率が５～５０％であり、細孔径１０Å（１ｎｍ）以下の細孔容積比率が４５％以上である多孔質炭素を含有する吸着剤が知られている（例えば、特許文献１参照。）。該吸着剤において、細孔径が１００Å以下の細孔容積に対して、細孔径２０Å～１００Åの細孔容積比率を５～５０％とするのは、比較的大きな細孔の割合を高めて、動的吸着力を高めるためである。一方、該吸着剤においては、静的吸着力である平衡吸着量を高める必要もあることから、静的平衡吸着量に有効な細孔径１０Å以下の細孔容積比率を４５％以上とすることが開示されている。そして、該吸着剤は、このような構成とすることによって、静的吸着力と動的吸着力とを両立することができるとされている。
　また、７７．４Ｋにおける窒素吸着等温線よりＢＪＨ法で求めた細孔径分布において細孔直径３０Å以上５０Å未満の範囲のメソ細孔容積が０．０２～０．４０ｃｃ／ｇであり、かつ、全細孔容積に対する上記範囲のメソ細孔容積の割合が５～４５％である活性炭が知られている（例えば、特許文献２参照）。該活性炭によれば、かかる範囲内に上記メソ細孔（直径２～５０ｎｍの細孔）容積及び上記割合を制御することによって、各種の被吸着物質（特にトリハロメタン類）の吸着に適した材料とすることができるとされている。
特開２００６－２４７５２７号公報 特開２００４－１８２５１１号公報
　近年、このような活性炭を含む浄水フィルターには、高い総トリハロメタンろ過能力が求められている。例えば、浄水フィルターには、ＪＩＳ　Ｓ３２０１の「揮発性有機化合物のろ過能力試験」における総トリハロメタンの総ろ過水量（総トリハロメタンの除去率が８０％に低下するまでの水量）が多いことが要求されてきている。該総ろ過水量が多いほど、浄水フィルターの使用可能期間（取替え期間）が長くなる。
　加えて、浄水フィルターが水栓一体型浄水器用である場合などには、浄水フィルターは小型化する必要がある。浄水フィルターが小型になると、空塔速度（ＳＶ）が大きくなり、高い総トリハロメタンろ過能力を維持することが難しくなる。
　本発明者等が検討した結果、特許文献１及び２に開示された活性炭は、ＳＶが１０００ｈ-1の条件で評価されているところ、高い空塔速度（例えばＳＶが３０００ｈ-1程度）の条件下では、総トリハロメタンのろ過能力が十分発揮できないという問題があることが判明した。
　本発明は、上記問題を解決し、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭及びその製造方法を提供することを主な目的とする。
　トリハロメタン分子は１．５ｎｍ以下の細孔に吸着しやすいと考えられる。しかしながら、本発明者等は、高ＳＶ下において総トリハロメタン分子のろ過を検討する場合には、トリハロメタン分子が細孔内に拡散する速度も重要な要素であると考えた。そこで、本発明者らはこれらの観点から検討を重ね、活性炭の細孔径及びその細孔容積を制御し、１．５ｎｍ以下の細孔容積を特定の範囲とし、且つ１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の細孔径の細孔容積を特定範囲のものとすることで、高ＳＶ下においても高い総トリハロメタンろ過能力を有することを見出した。
　例えば、特許文献１に開示された発明は、メソ孔のうちでも広範な細孔径範囲である２～１０ｎｍの細孔容積を制御することにより動的吸着力を高めることを図っている。しかし、該発明では、例えば３０００ｈ-1のような高いＳＶ下でのろ過能力を向上すること、及び、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を制御することは検討されていない。実際、同文献に実施例として具体的に開示された活性炭は、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が小さく、高い空塔速度の条件下での総トリハロメタンのろ過能力が十分発揮できない。
　また、例えば、特許文献２に開示された発明は、比較的大きい細孔径３～５ｎｍの範囲の細孔容積を制御することが開示されている。また、制御する方法として、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｙ、Ｐｔ及びＧｄの少なくとも１種の金属成分を０．０１～５重量％含有するピッチを活性炭前駆体として用い、当該前駆体を不融化処理又は炭素化処理し、賦活処理する方法において、上記金属成分の種類を変えることによって、得られる活性炭のメソ細孔モード直径を制御すること、トリハロメタン類の吸着用活性炭を製造する場合には、Ｆｅ添加活性炭が水中の有機化合物除去の吸着剤として最も優れた効果を発揮することが開示されている。さらに、具体的に実施可能な態様としては、活性炭前駆体にＦｅを含有させ、水蒸気賦活をおこなう方法が開示されている。しかし、該発明においても、例えば３０００ｈ-1のような高いＳＶ下でのろ過能力を向上すること、及び、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を制御することは検討されていない。そして、本発明者等の検討によれば、特許文献２に実施例として具体的に開示された、活性炭前駆体にＦｅを含有させ水蒸気賦活をおこなう方法では、比較的大きい細孔径３～５ｎｍの範囲の細孔容積は大きくすることができるものの、細孔径１．５ｎｍ以下の範囲の細孔容積及び１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を十分に大きいものとすることができず、高い空塔速度の条件下での総トリハロメタンのろ過能力が十分発揮できないことが判明した。
　本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。
　すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項１．　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、
　かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下である、活性炭。
項２．　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、２．５ｎｍ以上の範囲の細孔径の細孔容積Ｃが０．０３ｃｃ／ｇ以下である、項１に記載の活性炭。
項３．　前記細孔容積Ａに対する、前記細孔容積Ｂの比率（細孔容積Ｂ／細孔容積Ａ）が０．１～０．３である、項１又は２に記載の活性炭。
項４．　比表面積が９００ｍ2／ｇ以上１５００ｍ2／ｇ以下であり、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、全細孔容積が０．３３ｃｃ／ｇ以上０．７０ｃｃ／ｇ以下である、項１～３のいずれか１項に記載の活性炭。
項５．　総トリハロメタンろ過能力が４５Ｌ／ｇ以上である、項１～４のいずれか１項に記載の活性炭。
項６．　前記活性炭が繊維状活性炭である、項１～５のいずれか１項に記載の活性炭。
項７．　イットリウムを０．１～１．０質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する工程を含む、項１～６のいずれか１項に記載の活性炭の製造方法。
項８．　項１～６のいずれかに記載の活性炭を含む、浄水フィルター。
項９．　項１～６のいずれかに記載の活性炭を用いる、水のろ過方法。
　本発明の活性炭によれば、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であることから、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができる。
実施例１の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例２の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例３の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例４の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例５の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例１の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例２の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例３の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例４の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例５の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例６の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例７の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。
　以下、本発明の活性炭について詳細に説明する。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３～０．５ｃｃ／ｇであり、かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下である。
　高ＳＶ下でも高い総トリハロメタンろ過能力を有するものとするには、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を特定範囲とし、且つ１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の細孔径の細孔容積を特定範囲とすることが重要である。本発明者等が検討したところ、１．５ｎｍ以下の細孔はトリハロメタン分子を吸着しやすく、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の細孔はトリハロメタン分子の吸着の他にもトリハロメタン分子の細孔内への拡散にも寄与すると考えられる。そして、本発明者等が検討を重ねたところ、１．５ｎｍ以下の細孔の細孔容積及び１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の細孔の細孔容積は、単に大きくすれば良いというのではなく、特定範囲以下とすることも重要であることが明らかとなった。従って、本発明の活性炭によれば、１．５ｎｍ以下の細孔の細孔容積及び１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の細孔の細孔容積を特定の範囲に調整することにより、高ＳＶ下においても高い総トリハロメタンろ過能力を発揮できるのである。
　本発明において、特定の細孔径範囲の細孔容積は、ＱＳＤＦＴ法によって算出されるものである。ＱＳＤＦＴ法（急冷固体密度汎関数法）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～約４０ｎｍまでの細孔径分布の計算ができる解析手法である。ＱＳＤＦＴ法では、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。本発明においては、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＡＵＴＯＳＯＲＢ－１－ＭＰ」を用いて窒素吸着等温線の測定、及びＱＳＤＦＴ法による細孔径分布解析をおこなう。７７Ｋの温度において測定した窒素の脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとしてＮ２　ａｔ　７７Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ　ｐｏｒｅ，ＱＳＤＦＴ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｍｏｄｅｌ］を適用して細孔径分布を計算することで、特定の細孔径範囲の細孔容積を算出されることができる。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、当該細孔容積Ａは０．４ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　特に、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、かつ、０．６５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が０．０５ｃｃ／ｇ以上、好ましくは０．０６ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であると、本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より一層高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくなる。
　さらに、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上０．４ｃｃ／ｇ以下であることが好ましい。また、同様の観点から、本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１５ｃｃ／ｇ以下であることが好ましい。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であり、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、当該細孔容積Ｂは０．０６ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、２．５ｎｍ以上の範囲の細孔径の細孔容積Ｃが０．０３ｃｃ／ｇ以下であることが好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記細孔容積Ａに対する、前記細孔容積Ｂの比率（細孔容積Ｂ／細孔容積Ａ）が０．１～０．３であることが好ましく、０．１５～０．３であることがより好ましく、０．１５～０．２０であることが特に好ましい。上記比率とすることで、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理において、トリハロメタンの吸着と拡散のバランスがより一層優れたものとなり、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくなると考えられる。
　本発明の活性炭は、活性炭の比表面積（窒素を被吸着物質として用いたＢＥＴ法（１点法）により測定される値）としては、好ましくは７００～２５００ｍ2／ｇ程度、より好ましくは１０００～２０００ｍ2／ｇ程度が挙げられる。また、ＱＳＤＦＴ法によって算出される活性炭の全細孔容積としては０．３５～１．５０ｃｃ／ｇ程度、より好ましくは０．３５～１．００ｃｃ／ｇ程度であることが好ましい。
　また、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、トリハロメタンの吸着と拡散のバランスがより一層優れたものとして、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、本発明の活性炭において、当該全細孔容積（１００％）中の前記細孔容積Ａの割合としては、好ましくは７０～９０％程度、より好ましくは７５～８５％程度、特に好ましくは８２～８４％程度が挙げられる。同様の観点から、当該全細孔容積（１００％）中の前記細孔容積Ｂの割合としては、好ましくは１０～３０％程度、より好ましくは１２～１９％程度、特に好ましくは１３～１５％程度が挙げられる。
　後述の通り、本発明の製造方法において、活性炭前駆体の主原料（すなわち、本発明の活性炭の由来となる原料）としては、特に制限されず、例えば、不融化或いは炭素化した有機質材料、フェノール樹脂等の不融性樹脂等が挙げられ、該有機質材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ピッチ、ポリビニルアルコール、セルロース等が挙げられる。これらの中でも、本発明の活性炭は、ピッチに由来することが好ましく、石炭ピッチに由来することがより好ましい。
　本発明の活性炭は、上記特定の細孔径分布とするために、活性炭前駆体としてイットリウム化合物を含むものを用いる。そして、本発明の活性炭は、活性炭前駆体に含まれるイットリウム化合物に由来するイットリウム単体及び／又はイットリウム化合物を含むものであってもよい。本発明の活性炭の総質量における、該活性炭に含有されるイットリウム単体及びイットリウム化合物の質量の割合（合計）としては、例えば、０．２～１．０質量％が挙げられ、０．２１～０．５質量％が好ましく挙げられる。上記割合は、ＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定されるイットリウム元素換算の割合（すなわち、イットリウムの含有量）である。
　本発明の活性炭の形態は特に限定されないが、例えば、粒状活性炭、粉末状活性炭、繊維状活性炭等が挙げられる。フィルター加工して用いる場合の加工性や浄水器で使用する場合の吸着速度の観点から繊維状活性炭とすることがより好ましい。繊維状活性炭の平均繊維径としては、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは５～２０μｍ程度が挙げられる。なお、本発明の繊維状活性炭の平均繊維径は、画像処理繊維径測定装置（ＪＩＳ　Ｋ　１４７７に準拠）により測定した値である。また、粒状活性炭及び粉末状活性炭の粒径としては、レーザー回折／散乱式法で測定した積算体積百分率Ｄ50が０．０１～５ｍｍが挙げられる。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であることから、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができる。本発明の活性炭が備える、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理における総トリハロメタンろ過能力としては、例えば、ＳＶ３０００ｈ-1の場合４５～９０Ｌ／ｇが挙げられ、５０～７０Ｌ／ｇが好ましく挙げられる。
　上記総トリハロメタンろ過能力（Ｌ／ｇ）の測定は、以下の方法によりおこなう。すなわち、活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填する。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填する。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいて総トリハロメタン（ＣＨＣｌ3：ＣＨＣｌ2Ｂｒ：ＣＨＣｌＢｒ2：ＣＨＢｒ3＝４５：３０：２０：５）濃度が１００±２０ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水する。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定する。濾過水の総トリハロメタン除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭の総トリハロメタン吸着能力とする。
　次に、本発明の活性炭の製造方法について詳細に説明する。
　本発明の活性炭の製造方法は、イットリウムを０．１～１．０質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する工程を含むことが好ましい。
　従来、浄水用途、特にトリハロメタン等の低分子の有機ハロゲン系化合物を除去する活性炭においては、活性炭前駆体を、水蒸気を多く含む雰囲気下で賦活する方法が多くおこなわれている。例えば、特許文献１には、実施可能な方法として、フラーレンを活性炭前駆体とし、水蒸気／窒素＝５０／５０（体積比）の雰囲気下で賦活をおこなうことが開示されている。しかし、前述のように、特許文献１で開示された活性炭は１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が小さい。そして、仮に、上記方法において、賦活時間をより長くする等によって、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の容積を増加することを図ったとしても、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積が減少してしまう。
　また、特許文献２には、細孔直径３０Å以上５０Å未満の細孔の容積を特定範囲とするため、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｙ、Ｐｔ及びＧｄの少なくとも１種の金属成分を含有する活性炭前駆体を、窒素及び飽和水蒸気が存在する雰囲気下、賦活をおこなう方法が開示されている。しかし、該方法では、本発明者等の検討によれば、細孔径１．５ｎｍ以下の範囲の細孔容積及び１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を十分に大きいものとすることができない。そして、仮に、上記方法において、賦活時間をより長くする等によって賦活をより進めたとしても、細孔直径３０Å以上５０Å未満よりも大きい範囲の細孔が発達するのみで１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を大きくすることができない。
　一方、本発明の製造方法では、イットリウムを０．１～１．０質量％含む活性炭前駆体を、水蒸気よりもゆるやかに反応するＣＯ2を５０容量％以上含む賦活ガスを用いて賦活させることにより、細孔径１．５ｎｍ以下の範囲の細孔容積を維持しつつ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を制御し特定範囲のものとすることが可能となる。
　本発明の製造方法において、活性炭前駆体の主原料としては、特に制限されない。例えば、不融化或いは炭素化した有機質材料、フェノール樹脂等の不融性樹脂等が挙げられ、該有機質材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ピッチ、ポリビニルアルコール、セルロース等が挙げられる。炭素化時の理論炭素化収率の点で、ピッチが好ましく、ピッチの中でも特に石炭ピッチが好ましい。
　本発明の製造方法において、活性炭前駆体の前記イットリウムの含有量としては、０．１～１．０質量％が好ましく、０．１～０．５質量％がより好ましい。イットリウムは、イットリウム単体或いはイットリウム化合物を原料と混合することにより含有させることができる。イットリウム化合物としては、イットリウムを構成金属元素とする、金属酸化物、金属水酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩等の無機金属化合物、酢酸等の有機酸と金属との塩、有機金属化合物などが挙げられる。有機金属化合物としては、金属アセチルアセトナート、芳香族金属化合物等が挙げられる。
　本発明の製造方法において、賦活の雰囲気は、ＣＯ2濃度が５０容積％以上であり、好ましくは９５容積％以上、より好ましくは９９容積％以上である。前述のようにＣＯ2を賦活ガスとするとゆるやかに反応が進むことから、ＣＯ2濃度が高くなるほど細孔径分布を調整しやすくなり、本発明の活性炭が得られやすくなる。
　賦活の雰囲気において、ＣＯ2以外の他の成分としては、Ｎ2、Ｏ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯが挙げられる。
　本発明の製造方法において、賦活の雰囲気温度は通常８００～１０００℃程度であり、好ましくは９００～９８０℃程度である。また、賦活時間としては、活性炭前駆体の主原料、イットリウム化合物の含有量、賦活ガス中のＣＯ2濃度等に応じ、所定の細孔径分布となるよう調整すればよい。例えば、活性炭前駆体の主原料として軟化点が２７５℃～２８８℃のピッチを用い、活性炭前駆体の前記イットリウム化合物の含有量として０．１～５．０質量部含有するものとして、ＣＯ2濃度を１００容量％とした場合は、賦活の雰囲気温度は９００～１０００℃、賦活時間は１０～５０分として賦活をすることが挙げられる。
　以下に、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。
　各実施例及び比較例につき、以下の方法により評価した。
　（１）活性炭前駆体（不融化したピッチ繊維）のイットリウム含有量（質量％）
　ピッチ繊維を灰化処理し、灰分を酸に溶解しＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定されるイットリウム元素換算の割合をイットリウム含有量とした。
　（２）活性炭の金属含有量（質量％）
　繊維状活性炭を酸に溶解しＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定されるイットリウム元素換算の割合をイットリウム含有量とした。
　（３）細孔容積（ｃｃ／ｇ）、比表面積（ｍ2／ｇ）、繊維状活性炭の繊維径（μｍ）
　細孔物性値は、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＡＵＴＯＳＯＲＢ－１－ＭＰ」を用いて７７Ｋにおける窒素吸着等温線より測定した。比表面積はＢＥＴ法によって相対圧０．１の測定点から計算した。全細孔容積及び表１に記載した各細孔径範囲における細孔容積は、測定した窒素脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとしてＮ2　ａｔ　７７Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ　ｐｏｒｅ，ＱＳＤＦＴ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｍｏｄｅｌ］を適用して細孔径分布を計算することで、解析した。具体的に、表１に記載した各細孔径範囲における細孔容積は、図１～１２に示した細孔径分布を示すグラフの読み取り値又は該読み取り値から計算される値である。より具体的に、細孔径０．６５ｎｍ以下の細孔容積は、細孔径分布図の横軸Ｐｏｒｅ　Ｗｉｄｔｈが０．６５ｎｍにおけるＣｕｍｕｌａｔｉｖｅ　Ｐｏｒｅ　Ｖｏｌｕｍｅ（ｃｃ／ｇ）の読み取り値である。同様にして、細孔径０．８ｎｍ以下の細孔容積、細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積、細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ａ、細孔径２．５ｎｍ以下の細孔容積を得た。細孔径２．５ｎｍ以上の細孔容積Ｃは、ＱＳＤＦＴ法により得られる全細孔容積Ｔから上記細孔径２．５ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。細孔径０．６５～０．８ｎｍの範囲の細孔容積は、上記細孔径０．８ｎｍ以下の細孔容積から上記細孔径０．６５ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。細孔径１．０ｎｍ～１．５ｎｍの範囲の細孔容積は、上記細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ａから上記細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。細孔径１．５ｎｍ～２．５ｎｍの範囲の細孔容積Ｂは、上記細孔径２．５ｎｍ以下の細孔容積から上記細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ａを減ずることで計算した。
　（４）繊維状活性炭の繊維径（μｍ）
　画像処理繊維径測定装置（ＪＩＳ　Ｋ　１４７７に準拠）により測定した。
　（５）総トリハロメタンろ過能力（Ｌ／ｇ）
　繊維状活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填した。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填した。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいて総トリハロメタン（ＣＨＣｌ3：ＣＨＣｌ2Ｂｒ：ＣＨＣｌＢｒ2：ＣＨＢｒ3＝４５：３０：２０：５）濃度が１００±２０ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水した。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定した。濾過水の総トリハロメタン除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭の総トリハロメタン吸着能力とした。
（実施例１）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（金属種Ｙ）１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウム（Ｙ）の含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例１の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３３ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０４ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．３０質量％、平均繊維径は１４．２μｍであった。
（実施例２）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で３２分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例２の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４２ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０７ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．３５質量％、平均繊維径は１４．２μｍであった。
（実施例３）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で４０分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例３の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４７ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１１ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．４１質量％、平均繊維径は１３．９μｍであった。
（実施例４）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１９ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で３２分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例４の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４１ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０９ｃｃ／ｇ、得られた活性炭中のイットリウムの含有量は０．３７質量％、平均繊維径は１５．５μｍであった。
（実施例５）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容量％、Ｈ2Ｏ濃度が５０容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で１５分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例５の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３２ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０９ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．３３質量％、平均繊維径は１４．６μｍであった。
（比較例１）
　特許文献２の実施例５を模擬した試験をおこなった。具体的に、有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．２５質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、Ｈ2Ｏ濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９００℃で２０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例１の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３４ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１３ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．６６質量％、平均繊維径は１６．５μｍであった。
（比較例２）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、Ｈ2Ｏ濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度８７５℃で４０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例２の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４７ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０１ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０質量％、平均繊維径は１６．７μｍであった。
（比較例３）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例３の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３２ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．００ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０質量％、平均繊維径は１８．５μｍであった。
（比較例４）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．０６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６７分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例４の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．６１ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１１ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．１７質量％、平均繊維径は１６．８μｍであった。
（比較例５）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．０６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で７０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例５の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．６４ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１２ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．１８質量％、平均繊維径は１６．８μｍであった。
（比較例６）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．０６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例６の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．５８ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０６ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．１５質量％、繊維径は１８．２μｍであった。
（比較例７）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１９ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容量％、Ｈ2Ｏ濃度が５０容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で２０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例７の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３５ｃｃ／ｇ、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１５ｃｃ／ｇ、イットリウムの含有量は０．４６質量％、平均繊維径は１４．６μｍであった。
　得られた活性炭の物性を表１に示す。また、図１～１２に、実施例１～５、比較例１～７の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～５の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であることから、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができるものであった。
　特に、実施例２の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０６ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下であり、前記細孔容積Ａに対する、前記細孔容積Ｂの比率（細孔容積Ｂ／細孔容積Ａ）が０．１５～０．２０であることから、上記総トリハロメタンろ過能力が特に優れたものであった。
　一方、比較例１及び７の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．１２ｃｃ／ｇを超えるものであったことから、上記総トリハロメタンろ過能力が劣るものであった。
　比較例２及び３の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ未満であったことから、上記総トリハロメタンろ過能力が劣るものであった。
　比較例４～６の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．５ｃｃ／ｇを超えるものであったことから、上記総トリハロメタンろ過能力が劣るものであった。

Claims (9)

  1. 　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上０．５ｃｃ／ｇ以下であり、
    　かつ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂが０．０３ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下である、活性炭。
  2. 　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、２．５ｎｍ以上の範囲の細孔径の細孔容積Ｃが０．０３ｃｃ／ｇ以下である、請求項１に記載の活性炭。
  3. 　前記細孔容積Ａに対する、前記細孔容積Ｂの比率（細孔容積Ｂ／細孔容積Ａ）が０．１～０．３である、請求項１又は２に記載の活性炭。
  4. 　比表面積が９００ｍ2／ｇ以上１５００ｍ2／ｇ以下であり、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、全細孔容積が０．３３ｃｃ／ｇ以上０．７０ｃｃ／ｇ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の活性炭。
  5. 　総トリハロメタンろ過能力が４５Ｌ／ｇ以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載の活性炭。
  6. 　前記活性炭が繊維状活性炭である、請求項１～５のいずれか１項に記載の活性炭。
  7. 　イットリウムを０．１～１．０質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する工程を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の活性炭の製造方法。
  8. 　請求項１～６のいずれかに記載の活性炭を含む、浄水フィルター。
  9. 　請求項１～６のいずれかに記載の活性炭を用いる、水のろ過方法。
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