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公開番号2024180445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024176665,2020076715
出願日2024-10-08,2020-04-23
発明の名称吸着材
出願人株式会社フジタ
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類B01J 20/20 20060101AFI20241219BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】優れた吸着特性を有し、鉄の溶出が低減された吸着材を提供すること。
【解決手段】吸着材は、多孔質の炭化物と、鉄と、を含み、炭化物における有機炭素の含有率が30%以上85%以下である。また、吸着材は、多孔質の炭化物と、鉄と、を含み、比表面積が100m²/g以上500m²/g以下である。吸着材は、多孔質の炭化物と、鉄と、を含み、全細孔容積が1000mm³/g以上3000mm³/g以下である。吸着材は、多孔質の炭化物と、鉄と、を含み、鉄の含有率が5%以上35%以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
多孔質の炭化物と、鉄と、を含み、
前記炭化物における有機炭素の含有率が３０％以上８５％以下であり、
比表面積が１００ｍ
２
／ｇ以上５００ｍ
２
／ｇ以下であり、
全細孔容積が１０００ｍｍ
３
／ｇ超３０００ｍｍ
３
／ｇ以下である吸着材。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記鉄の含有率が５％以上３５％以下である請求項１に記載の吸着材。
【請求項３】
前記炭化物における前記有機炭素の含有率が５０％以上８５％以下である請求項１または請求項２に記載の吸着材。
【請求項４】
略円柱状のペレットである請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の吸着材。
【請求項５】
リンの吸着量が５ｍｇ－Ｐ／ｇ以上である請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の吸着材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着材に関する。特に、本発明はリンを吸着する吸着材に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
大気中の二酸化炭素の量を削減するために、二酸化炭素を人為的に回収し地中に貯留する技術が知られている。例えば、木質や農作物等のバイオマスを利用して大気中の二酸化炭素を吸収させ、当該二酸化炭素を有機炭素として固定することができる。しかし、これらバイオマスは有機物であることから、そのまま地中に貯留しても、腐敗や分解が起きるだけで、大気中に二酸化炭素を再放出することになる。一方、バイオマスは、酸素を遮断した状態で加熱すると、酸素原子や水素原子が脱離し、炭素分と灰分からなる炭化物を生成することができる。この炭化物は、微生物に分解される糖鎖やアミノ酸を含まない炭素の塊であることから、環境中（地中）では非常に安定であり、ほとんど分解されることはない。炭化させたバイオマスは、古くから農地で利用されており、地力増進法でも土壌改良材に認められているため、農地等に施肥することで、結果として二酸化炭素を地中に隔離貯留することができる。つまり、バイオマスの炭化物を農業利用することは、大気中の二酸化炭素量の削減に繋がる。しかしながら、炭化物の製造にかかるコストおよび現状のカーボンプライシングを考慮すると、単に炭化物を土壌の土質改善のためだけに利用することは、その製造コストに見合わない。
【０００３】
他方、炭化物は多孔質であるため、表面積が非常に大きいことが知られている。この表面積の大きさを利用して、炭化物は多様な物質の吸着材として用いられている。例えば、特許文献１では、カルシウムを担持した炭化物を用いたリン回収材が記載されている。このようなリン回収材を用いてリンを吸着させることで、リンが自然水域に排出されることによる水質汚染を抑制することができる。さらに、リンを吸着したリン回収材を農地に埋めると、農作物が根から放出する有機酸により当該リン回収材に吸着したリンが溶解される。このリンは農作物の肥料として機能するため、リン回収材が埋められた農地の収量を向上させる、または良質な農作物を成長させることができる。
【０００４】
このように、単に土壌の土質改善のためだけではなく、例えば、ある物質を吸着させることで、環境汚染を抑制することができる炭化物、またはその有害物質を他の用途に適用することができる炭化物の需要が増加してきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－７５７０６号公報
特開２０２０－１１２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のリン回収材では、籾殻または珪藻土等のようにケイ素を多く含む材料を用いる必要がある。ケイ素を多く含む材料を用いる場合、リン回収材の製造量に限界がある。また、リンなどの物質を吸着することができる許容量に限界がある。
【０００７】
また、特許文献２には、鉄を含む炭化物からなる吸着材が記載されている。炭化物は導電性が高く、炭化物に設けられた細孔内に付着した鉄との間では、速やかに電子交換が行われる。したがって、鉄を含む炭化物からなる吸着材を水の中に入れると、鉄がイオン化し、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）などの水酸化物を生成し、水中に存在するリン酸イオンと反応し、リン酸鉄を形成して炭化物に吸着固定することができる。すなわち、鉄を含む炭化物からなる吸着材は、上記メカニズムにより、効率よくリンを吸着することができる。
【０００８】
一方で、吸着材から鉄が溶出してしまうと、吸着したリンを放出することになるため、吸着材からの鉄の溶出を低減することが求められていた。
【０００９】
本発明の一実施形態は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、優れた吸着特性を有し、鉄の溶出が低減された吸着材を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る吸着材は、鉄を含む炭化物からなり、炭化物における有機炭素の含有率が３０％以上８５％以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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