汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材及び濾材
【課題】濾過流量が多くとも浄水機能を十分に発揮することができ、しかも、浄化された水と共に浄水器から漏出するといった問題が生じ難い濾材を提供する。
【解決手段】本発明の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成り、あるいは又、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。
【解決手段】本発明の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成り、あるいは又、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材及び濾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を浄化するための浄水器には、例えば、特開２００１−２０５２５３、特開平０６−１０６１６１に開示されているように、屡々、活性炭が使用されている。また、浄水器は、例えば、屡々、水道の蛇口に直接取り付けられて使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０５２５３
【特許文献２】特開平０６−１０６１６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の浄水器にあっては、濾過流量が多いと、即ち、浄水器中を流れる水の流速が早いと、浄水機能を十分に発揮できない場合があるといった問題がある。また、比表面積を増加させることを目的として、屡々、活性炭の粉砕品が使用されるが、粉砕された活性炭が浄化された水と一緒に浄水器から漏出するといった問題も生じ得る。更には、汚染物質を一層効果的に除去し得る汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材に対する強い要求がある。また、濾材を通過させることで水の硬度の制御を行うことに対する要望もあるが、このような要望を達成し得る技術は、本発明者が調べた限りでは知られていない。
【０００５】
従って、本発明の第１の目的は、汚染物質を一層効果的に除去し得る汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材、及び、濾材を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、濾過流量が多くとも浄化機能を十分に発揮することができ、しかも、浄化された流体と共に流出するといった問題が生じ難い濾材を提供することにある。更には、本発明の第３の目的は、水の硬度の制御を行い得る濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．４ｃｍ3／グラム以上、より好ましくは０．５ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。ここで、粒径が７５μｍ未満の多孔質炭素材料を造粒して得られた粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、あるいは又、粒径が７５μｍ未満の多孔質炭素材料と７５μｍ以上の多孔質炭素材料とが混在した多孔質炭素材料を造粒して得られた粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料も、本発明の「粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料」に包含される。以下の説明においても同様である。
【０００７】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【０００８】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【０００９】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【００１０】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１１】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１２】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１３】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１４】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１５】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１７】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１８】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る濾材は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００１９】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る濾材は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２０】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る濾材は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２１】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る濾材は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２２】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第５の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２３】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第６の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２４】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第７の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２５】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第８の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材は、
本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２７】
そして、本発明の第９の態様に係る濾材は、分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である。ここで、ヤシガラ活性炭として、クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷを用いる。
【００２８】
また、本発明の第１０の態様に係る濾材は、ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である。
【００２９】
また、本発明の第１１の態様に係る濾材は、クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である。
【００３０】
また、本発明の第１２の態様に係る濾材は、ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である。
【００３１】
また、本発明の第１３の態様に係る濾材は、溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である。
【００３２】
また、本発明の第１４の態様に係る濾材は、遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である。
【００３３】
また、本発明の第１５の態様に係る濾材は、全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材にあっては、使用する多孔質炭素材料の比表面積の値、各種細孔の容積の値、細孔分布が規定されているので、高い効率で汚染物質を除去することができるし、高い濾過流量にて、流体の浄化を行うことができるし、高い効率で所望の物質を除去することができる。また、多孔質炭素材料の粒径が規定されているので、多孔質炭素材料が流体に同伴されて流出するといった問題が生じ難い。尚、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材にあっては、汚染物質の吸着以外にも、例えば、
ＨＣｌＯ＋Ｃ（多孔質炭素材料） → ＣＯ（多孔質炭素材料の表面）
＋ Ｈ+ ＋ Ｃｌ-
といった化学反応に基づき塩素分が除去される。また、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材にあっては、使用する多孔質炭素材料の比表面積の値、細孔の容積の値、細孔分布が規定されており、しかも、原料が規定されているので、濾材を通過した水の硬度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１Ａの濾材、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材の試験時間と濾材１グラム当たりのメチレンブルー及びブラック５吸着量との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、実施例１Ｂ、参考例１、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄの試料を、それぞれ、カートリッジに充填し、メチレンブルー水溶液をカートリッジ内に流し、カートリッジから流出した水のメチレンブルー濃度を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例１の浄水器の模式的な断面図である。
【図４】図４は、実施例１の汚染物質除去シート部材の模式的な断面構造を示す図である。
【図５】図５は、実施例２の多孔質炭素材料から成る濾材、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、比較例２Ｃの濾材における塩素除去率を示すグラフである。
【図６】図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例３の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例３の濾材における塩素、１，１，１−トリクロロエタン、ＣＡＴの除去率を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例４の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例４の濾材におけるミクロシスチンＬＲの除去率を示すグラフである。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例５の濾材における高速吸着特性及び粒径依存性を示すグラフである。
【図９】図９の（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、実施例６ａ、実施例６ａ’、実施例６ｂ、実施例６ｂ’、実施例６ｃ、実施例６ｃ’、実施例６ｄ及び実施例６ｄ’の試料のＸ線回折結果を示すグラフである。
【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の細孔容積の測定結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布の測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料のクロロタロニルの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例７及び比較例７の試料のジクロロボスの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例７及び比較例７の試料の溶解性鉛の除去率測定結果を示すグラフである。
【図１６】図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料の遊離塩素の除去率測定結果を示すグラフである。
【図１７】図１７は、実施例７及び比較例７の試料の全有機ハロゲンの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１８】図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例８におけるボトルの模式的な一部断面図及び模式的な断面図である。
【図１９】図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例８におけるボトルの変形例の模式的な一部断面図及び一部を切り欠いた模式面である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の更に別の変形）
６．実施例５（実施例１の更に別の変形）
７．実施例６（本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材）
８．実施例７（本発明の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の変形）、その他
【００３７】
［本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材、全般に関する説明］
以下の説明において、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤を総称して、単に、『本発明の汚染物質除去剤』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体を総称して、単に、『本発明の炭素／ポリマー複合体』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材を総称して、単に、『本発明の汚染物質除去シート部材』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材を総称して、単に、『本発明の濾材』と呼ぶ場合がある。また、本発明の汚染物質除去剤、本発明の炭素／ポリマー複合体、本発明の汚染物質除去シート部材及び本発明の濾材を総称して、単に、『本発明』と呼ぶ場合があるし、本発明の汚染物質除去剤、本発明の炭素／ポリマー複合体、本発明の汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料を総称して、『本発明における多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【００３８】
本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、限定するものではないが、水銀圧入法による細孔の容積が１．５ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。また、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。
【００３９】
上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、限定するものではないが、多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3であることが好ましい。多孔質炭素材料の嵩密度を上記の範囲のとおりに規定することで、多孔質炭素材料によって流体の流れが阻害される虞が無くなる。即ち、多孔質炭素材料に起因した流体の圧力損失を抑制することができる。
【００４０】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材において、多孔質炭素材料は、上述したとおり、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料としており、このような植物原料を用いることで、濾材として用いる場合、多孔質炭素材料から濾過水にミネラル成分が多く溶出する結果、濾過水の硬度の制御を行うことができる。そして、この場合、硬度０．１以下の水（試験用水）５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる形態とすることができる。尚、多孔質炭素材料には、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）が、合計で０．４質量％以上を含まれることが好ましい。ここで、具体的には、植物原料として、ミカンの皮、オレンジの皮、グレープフルーツの皮といった柑橘類の皮、バナナの皮を挙げることができる。
【００４１】
また、このような本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料から、ミネラル補充を目的としたミネラル調整材としての機能性食品を含む各種の機能性食品、ミネラル補充を目的としたミネラル調整材としての化粧品を含む化粧品、化粧料等を構成することができる。尚、機能性食品においては、その他、例えば、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、希釈剤、矯味剤、保存剤、安定化剤、着色剤、香料、ビタミン類、発色剤、光沢剤、甘味料、苦味料、酸味料、うまみ調味料、発酵調味料、酸化防止剤、酵素、酵母エキス、栄養強化剤が含まれていてもよい。機能性食品の形態として、粉末状、固形状、錠剤状、粒状、顆粒状、カプセル状、クリーム状、ゾル状、ゲル状、コロイド状を挙げることができる。化粧品として、例えば、化粧水や化粧水含浸パック、汗や油脂、口紅等の汚れ成分を除去するクレンジング剤を例示することができるし、化粧料におけるその他の成分として、疎水性の美容成分を有する物質（例えばダイゼイン、ゲニステイン）を挙げることができるし、保湿効果及び／又は抗酸化効果を有する成分として、ヒアルロン酸、アスタキサンチン、トコフェロール、トロロックス、コエンザイムＱ１０等の化粧水中に含まれる有効成分を挙げることができる。
【００４２】
本発明における多孔質炭素材料は、粒径が７５μｍ以上であると規定されているが、係る規定は、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１：２００６ 「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に基づく。即ち、公称目開き７５μｍの金網（所謂２００メッシュの金網）を使用して試験を行い、この金網を通過しない多孔質炭素材料が９０質量％以上であるとき、粒径が７５μｍ以上であると規定する。また、以下の説明において、このような多孔質炭素材料を、『２００メッシュオン品』と呼び、２００メッシュの金網を通過した多孔質炭素材料を、『２００メッシュパス品』と呼ぶ。粒径測定に際しては、本発明における多孔質炭素材料が使用されている状態、即ち、１次粒子、及び、１次粒子が複数集合した２次粒子を含めての測定とする。
【００４３】
また、水銀圧入法による細孔の測定は、ＪＩＳ Ｒ１６５５：２００３「ファインセラミックスの水銀圧入法による成形体気孔径分布試験方法」に準拠する。具体的には、水銀ポロシメーター（ＰＡＳＣＡＬ４４０：Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ社製）を用いて、水銀圧入法測定を行った。細孔測定領域を１５μｍ〜２ｎｍとした。
【００４４】
本発明の汚染物質除去剤は、例えば、水の浄化あるいは空気の浄化、広くは流体の浄化のために用いることができる。あるいは又、本発明の汚染物質除去剤は、例えば、有害物質や老廃物を除去することを目的とした除去剤として用いることができる。本発明の汚染物質除去剤の使用形態として、シート状での使用、カラムやカートリッジに充填された状態での使用、透水性を有する袋に納められた状態での使用、バインダー（結着剤）等を用いて所望の形状に賦形した状態での使用、粉状での使用を例示することができる。溶液中に分散させた汚染物質除去剤として用いる場合、表面を親水処理又は疎水処理して使用することができる。本発明の炭素／ポリマー複合体や汚染物質除去シート部材から、例えば、空気浄化装置のフィルター、マスク、防護手袋や防護靴を構成することができる。
【００４５】
以上の好ましい形態を含む本発明の汚染物質除去シート部材において、支持部材として織布や不織布を挙げることができ、支持部材を構成する材料として、セルロースやポリプロピレン、ポリエステルを挙げることができる。そして、汚染物質除去シート部材の形態として、本発明における多孔質炭素材料が支持部材と支持部材との間に挟まれた形態、多孔質炭素材料が支持部材に練り込まれた形態を挙げることができる。あるいは又、汚染物質除去シート部材の形態として、本発明の炭素／ポリマー複合体が支持部材と支持部材との間に挟まれた形態、本発明の炭素／ポリマー複合体が支持部材に練り込まれた形態を挙げることができる。炭素／ポリマー複合体を構成するバインダーとして、例えば、カルボキシニトロセルロースを挙げることができる。
【００４６】
上記の好ましい形態を含む本発明の濾材を組み込むのに適した浄化装置、具体的には、浄水器（以下、『本発明における浄水器』と呼ぶ場合がある）にあっては、濾過膜（例えば、０．４μｍ〜０．０１μｍの穴の開いた中空糸膜や平膜）を更に有する構成（本発明の濾材と濾過膜の併用）とすることができるし、逆浸透膜（ＲＯ）を更に有する構成（本発明の濾材と逆浸透膜の併用）とすることができるし、セラミックス製の濾材（微細な穴を有するセラミックス製の濾材）を更に有する構成（本発明の濾材とセラミックス製の濾材の併用）とすることができるし、イオン交換樹脂を更に有する構成（本発明の濾材とイオン交換樹脂の併用）とすることもできる。尚、一般に、逆浸透膜（ＲＯ）を通過した濾過水にはミネラル成分が殆ど含まれないが、逆浸透膜（ＲＯ）を通過させた後、本発明の濾材を通過させることで、濾過水にミネラル成分を含ませることができる。
【００４７】
本発明における浄水器の種類として、連続式浄水器、回分式浄水器、逆浸透膜浄水器を挙げることができるし、あるいは又、水道の蛇口の先端部に浄水器本体を直接取り付ける蛇口直結型、据え置き型（トップシンク型あるいは卓上型とも呼ばれる）、水栓に浄水器が組み込まれた水栓一体化型、キッチンのシンク内に設置するアンダーシンク型（ビルトイン型）、ポットや水差し等の容器内に浄水器を組み込んだポット型（ピッチャー型）、水道メーター以降の水道配管に直接取り付けるセントラル型、携帯型、ストロー型を挙げることができる。本発明における浄水器の構成、構造は、従来の浄水器と同じ構成、構造とすることができる。本発明における浄水器において、本発明の濾材（多孔質炭素材料）は、例えば、カートリッジに納めて使用することができ、カートリッジには水流入部及び水排出部を設ければよい。本発明における浄水器において浄化の対象とすべき「水」は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１０「家庭用浄水器試験方法」の「３．用語及び定義」に規定された「水」に限定するものではない。
【００４８】
あるいは又、本発明の濾材を組み込むのに適した部材として、キャップあるいは蓋付き、ストロー部材付き、スプレー部材付きのボトル（所謂ペットボトル）やラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶等におけるキャップあるいは蓋を挙げることができる。ここで、キャップや蓋の内部に本発明の濾材を配し、ボトルやラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶等の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）を、キャップや蓋の内部に配された本発明の濾材を通過させて飲むことで、あるいは、使用することで、濾過水にミネラル成分を含ませることができる。あるいは又、透水性を有する袋の中に本発明の濾材を格納し、ボトル（所謂ペットボトル）やラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶、ポット水差し等の各種の容器内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）の中に、この袋を投入する形態を採用することもできる。
【００４９】
本発明における多孔質炭素材料の原料を、ケイ素（Ｓｉ）を含有する植物由来の材料とする場合、具体的には、限定するものではないが、多孔質炭素材料における強熱残分（残留灰分）の含有率は１５質量％以下であることが望ましい。また、次に述べる多孔質炭素材料前駆体あるいは炭素質物質における強熱残分（残留灰分）の含有率は２０質量％以上であることが望ましい。ここで、強熱残分（残留灰分）は、１２０゜Ｃで１２時間、乾燥させた試料を空気（ドライエアー）中で８００゜Ｃまで加熱したときに残される物質の質量％を指し、具体的には、熱重量測定法（ＴＧ）法に基づき測定することができる。
【００５０】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料は、例えば、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって得ることができる。このような多孔質炭素材料の製造方法（以下、単に、『多孔質炭素材料の製造方法』と呼ぶ場合がある）において、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化することにより得られた材料であって、酸又はアルカリでの処理を行う前の材料を、『多孔質炭素材料前駆体』あるいは『炭素質物質』と呼ぶ。
【００５１】
多孔質炭素材料の製造方法において、酸又はアルカリでの処理の後、賦活処理を施す工程を含めることができるし、賦活処理を施した後、酸又はアルカリでの処理を行ってもよい。また、このような好ましい形態を含む多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料を炭素化する前に、炭素化のための温度よりも低い温度（例えば、４００゜Ｃ〜７００゜Ｃ）にて、酸素を遮断した状態で植物由来の材料に加熱処理（予備炭素化処理）を施してもよい。これによって、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を抽出することが出来る結果、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。尚、酸素を遮断した状態は、例えば、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気とすることで、あるいは又、真空雰囲気とすることで、あるいは又、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とすることで達成することができる。また、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、場合によっては、植物由来の材料中に含まれるミネラル成分や水分を減少させるために、また、炭素化の過程での異臭の発生を防止するために、植物由来の材料を酸又はアルカリに浸漬してもよいし、アルコール（例えば、メチルアルコールやエチルアルコール、イソプロピルアルコール）に浸漬してもよい。尚、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、その後、予備炭素化処理を実行してもよい。不活性ガス中で加熱処理を施すことが好ましい材料として、例えば、木酢液（タールや軽質油分）を多く発生する植物を挙げることができる。また、アルコールによる前処理を施すことが好ましい材料として、例えば、ヨウ素や各種ミネラルを多く含む海藻類を挙げることができる。
【００５２】
多孔質炭素材料の製造方法にあっては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化するが、ここで、炭素化とは、一般に、有機物質（本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、植物由来の材料）を熱処理して炭素質物質に変換することを意味する（例えば、ＪＩＳ Ｍ０１０４−１９８４参照）。尚、炭素化のための雰囲気として、酸素を遮断した雰囲気を挙げることができ、具体的には、真空雰囲気、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とする雰囲気を挙げることができる。炭素化温度に至るまでの昇温速度として、限定するものではないが、係る雰囲気下、１゜Ｃ／分以上、好ましくは３゜Ｃ／分以上、より好ましくは５゜Ｃ／分以上を挙げることができる。また、炭素化時間の上限として、１０時間、好ましくは７時間、より好ましくは５時間を挙げることができるが、これに限定するものではない。炭素化時間の下限は、植物由来の材料が確実に炭素化される時間とすればよい。また、植物由来の材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。植物由来の材料を予め洗浄してもよい。あるいは又、得られた多孔質炭素材料前駆体や多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。あるいは又、賦活処理後の多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。更には、最終的に得られた多孔質炭素材料に殺菌処理を施してもよい。炭素化のために使用する炉の形式、構成、構造に制限はなく、連続炉とすることもできるし、回分炉（バッチ炉）とすることもできる。
【００５３】
多孔質炭素材料の製造方法において、上述したとおり、賦活処理を施せば、孔径が２ｎｍよりも小さいマイクロ細孔（後述する）を増加させることができる。賦活処理の方法として、ガス賦活法、薬品賦活法を挙げることができる。ここで、ガス賦活法とは、賦活剤として酸素や水蒸気、炭酸ガス、空気等を用い、係るガス雰囲気下、７００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて、好ましくは７００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、より好ましくは８００゜Ｃ乃至９５０゜Ｃにて、数十分から数時間、多孔質炭素材料を加熱することにより、多孔質炭素材料中の揮発成分や炭素分子により微細構造を発達させる方法である。尚、より具体的には、加熱温度は、植物由来の材料の種類、ガスの種類や濃度等に基づき、適宜、選択すればよい。薬品賦活法とは、ガス賦活法で用いられる酸素や水蒸気の替わりに、塩化亜鉛、塩化鉄、リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸等を用いて賦活させ、塩酸で洗浄、アルカリ性水溶液でｐＨを調整し、乾燥させる方法である。
【００５４】
本発明における多孔質炭素材料の表面、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料の表面に対して、化学処理又は分子修飾を行ってもよい。化学処理として、例えば、硝酸処理により表面にカルボキシ基を生成させる処理を挙げることができる。また、水蒸気、酸素、アルカリ等による賦活処理と同様の処理を行うことにより、多孔質炭素材料の表面に水酸基、カルボキシ基、ケトン基、エステル基等、種々の官能基を生成させることもできる。更には、多孔質炭素材料と反応可能な水酸基、カルボキシ基、アミノ基等を有する化学種又は蛋白質とを化学反応させることでも、分子修飾が可能である。
【００５５】
多孔質炭素材料の製造方法にあっては、酸又はアルカリでの処理によって、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去する。ここで、ケイ素成分として、二酸化ケイ素や酸化ケイ素、酸化ケイ素塩といったケイ素酸化物を挙げることができる。このように、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去することで、高い比表面積を有する多孔質炭素材料を得ることができる。場合によっては、ドライエッチング法に基づき、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去してもよい。また、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸に浸漬することで、炭素化後の植物由来の材料中に含まれるミネラル成分を除去することが可能である。
【００５６】
本発明における多孔質炭素材料は、植物由来の材料を原料とすることができる。ここで、植物由来の材料として、米（稲）、大麦、小麦、ライ麦、稗（ヒエ）、粟（アワ）等の籾殻や藁、珈琲豆、茶葉（例えば、緑茶や紅茶等の葉）、サトウキビ類（より具体的には、サトウキビ類の絞り滓）、トウモロコシ類（より具体的には、トウモロコシ類の芯）、上述した果実の皮（例えば、ミカン等の柑橘類の皮やバナナの皮等）、あるいは又、葦、茎ワカメを挙げることができるが、これらに限定するものではなく、その他、例えば、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類、海草を挙げることができる。尚、これらの材料を、原料として、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、植物由来の材料の形状や形態も特に限定はなく、例えば、籾殻や藁そのものでもよいし、あるいは乾燥処理品でもよい。更には、ビールや洋酒等の飲食品加工において、発酵処理、焙煎処理、抽出処理等の種々の処理を施されたものを使用することもできる。特に、産業廃棄物の資源化を図るという観点から、脱穀等の加工後の藁や籾殻を使用することが好ましい。これらの加工後の藁や籾殻は、例えば、農業協同組合や酒類製造会社、食品会社、食品加工会社から、大量、且つ、容易に入手することができる。
【００５７】
本発明における多孔質炭素材料には、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）や、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）等の非金属元素や、遷移元素等の金属元素が含まれていてもよい。マグネシウム（Ｍｇ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カリウム（Ｋ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カルシウム（Ｃａ）の含有率として０．０５質量％以上３質量％以下、リン（Ｐ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、硫黄（Ｓ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下を挙げることができる。尚、これらの元素の含有率は、比表面積の値の増加といった観点からは、少ない方が好ましい。多孔質炭素材料には、上記した元素以外の元素を含んでいてもよく、上記した各種元素の含有率の範囲も、変更し得ることは云うまでもない。
【００５８】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、各種元素の分析を、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（例えば、日本電子株式会社製のＪＥＤ−２２００Ｆ）を用い、エネルギー分散法（ＥＤＳ）により行うことができる。ここで、測定条件を、例えば、走査電圧１５ｋＶ、照射電流１０μＡとすればよい。
【００５９】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料は、細孔（ポア）を多く有している。細孔として、孔径が２ｎｍ乃至５０ｎｍの『メソ細孔』、孔径が２ｎｍよりも小さい『マイクロ細孔』、及び、孔径が５０ｎｍを超える『マクロ細孔』が含まれる。また、本発明における多孔質炭素材料にあっては、ＭＰ法による細孔の容積は、上述したとおり、０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。
【００６０】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料において、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値（以下、単に、『比表面積の値』と呼ぶ場合がある）は、より一層優れた機能性を得るために、好ましくは４×１０2ｍ2／グラム以上であることが望ましい。
【００６１】
窒素ＢＥＴ法とは、吸着剤（ここでは、多孔質炭素材料）に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより吸着等温線を測定し、測定したデータを式（１）で表されるＢＥＴ式に基づき解析する方法であり、この方法に基づき比表面積や細孔容積等を算出することができる。具体的には、窒素ＢＥＴ法により比表面積の値を算出する場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、吸着等温線を求める。そして、得られた吸着等温線から、式（１）あるいは式（１）を変形した式（１’）に基づき［ｐ／｛Ｖa（ｐ0−ｐ）｝］を算出し、平衡相対圧（ｐ／ｐ0）に対してプロットする。そして、このプロットを直線と見なし、最小二乗法に基づき、傾きｓ（＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖm）］）及び切片ｉ（＝［１／（Ｃ・Ｖm）］）を算出する。そして、求められた傾きｓ及び切片ｉから式（２−１）、式（２−２）に基づき、Ｖm及びＣを算出する。更には、Ｖmから、式（３）に基づき比表面積ａsBETを算出する（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６６頁参照）。尚、この窒素ＢＥＴ法は、ＪＩＳ Ｒ １６２６−１９９６「ファインセラミックス粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積の測定方法」に準じた測定方法である。
【００６２】
Ｖa＝（Ｖm・Ｃ・ｐ）／［（ｐ0−ｐ）｛１＋（Ｃ−１）（ｐ／ｐ0）｝］ （１）
［ｐ／｛Ｖa（ｐ0−ｐ）｝］
＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖm）］（ｐ／ｐ0）＋［１／（Ｃ・Ｖm）］ （１’）
Ｖm＝１／（ｓ＋ｉ） （２−１）
Ｃ ＝（ｓ／ｉ）＋１ （２−２）
ａsBET＝（Ｖm・Ｌ・σ）／２２４１４ （３）
【００６３】
但し、
Ｖa：吸着量
Ｖm：単分子層の吸着量
ｐ ：窒素の平衡時の圧力
ｐ0：窒素の飽和蒸気圧
Ｌ ：アボガドロ数
σ ：窒素の吸着断面積
である。
【００６４】
窒素ＢＥＴ法により細孔容積Ｖpを算出する場合、例えば、求められた吸着等温線の吸着データを直線補間し、細孔容積算出相対圧で設定した相対圧での吸着量Ｖを求める。この吸着量Ｖから式（４）に基づき細孔容積Ｖpを算出することができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６５頁参照）。尚、窒素ＢＥＴ法に基づく細孔容積を、以下、単に『細孔容積』と呼ぶ場合がある。
【００６５】
Ｖp＝（Ｖ／２２４１４）×（Ｍg／ρg） （４）
【００６６】
但し、
Ｖ ：相対圧での吸着量
Ｍg：窒素の分子量
ρg：窒素の密度
である。
【００６７】
メソ細孔の孔径は、例えば、ＢＪＨ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＢＪＨ法は、細孔分布解析法として広く用いられている方法である。ＢＪＨ法に基づき細孔分布解析をする場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、脱着等温線を求める。そして、求められた脱着等温線に基づき、細孔が吸着分子（例えば窒素）によって満たされた状態から吸着分子が段階的に着脱する際の吸着層の厚さ、及び、その際に生じた孔の内径（コア半径の２倍）を求め、式（５）に基づき細孔半径ｒpを算出し、式（６）に基づき細孔容積を算出する。そして、細孔半径及び細孔容積から細孔径（２ｒp）に対する細孔容積変化率（ｄＶp／ｄｒp）をプロットすることにより細孔分布曲線が得られる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第８５頁〜第８８頁参照）。
【００６８】
ｒp＝ｔ＋ｒk （５）
Ｖpn＝Ｒn・ｄＶn−Ｒn・ｄｔn・ｃ・ΣＡpj （６）
但し、
Ｒn＝ｒpn2／（ｒkn−１＋ｄｔn）2 （７）
【００６９】
ここで、
ｒp：細孔半径
ｒk：細孔半径ｒpの細孔の内壁にその圧力において厚さｔの吸着層が吸着した場合のコア半径（内径／２）
Ｖpn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔容積
ｄＶn：そのときの変化量
ｄｔn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの吸着層の厚さｔnの変化量
ｒkn：その時のコア半径
ｃ：固定値
ｒpn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔半径
である。また、ΣＡpjは、ｊ＝１からｊ＝ｎ−１までの細孔の壁面の面積の積算値を表す。
【００７０】
マイクロ細孔の孔径は、例えば、ＭＰ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＭＰ法により細孔分布解析を行う場合、先ず、多孔質炭素材料に窒素を吸着させることにより、吸着等温線を求める。そして、この吸着等温線を吸着層の厚さｔに対する細孔容積に変換する（ｔプロットする）。そして、このプロットの曲率（吸着層の厚さｔの変化量に対する細孔容積の変化量）に基づき細孔分布曲線を得ることができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第７２頁〜第７３頁、第８２頁参照）。
【００７１】
ＪＩＳ Ｚ８８３１−２：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第２部：ガス吸着によるメソ細孔及びマクロ細孔の測定方法」、及び、ＪＩＳ Ｚ８８３１−３：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第３部：ガス吸着によるミクロ細孔の測定方法」に規定された非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）にあっては、解析ソフトウェアとして、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」に付属するソフトウェアを用いる。前提条件としてモデルをシリンダ形状としてカーボンブラック（ＣＢ）を仮定し、細孔分布パラメータの分布関数を「ｎｏ−ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ」とし、得られた分布データにはスムージングを１０回施す。
【００７２】
多孔質炭素材料前駆体を酸又はアルカリで処理するが、具体的な処理方法として、例えば、酸あるいはアルカリの水溶液に多孔質炭素材料前駆体を浸漬する方法や、多孔質炭素材料前駆体と酸又はアルカリとを気相で反応させる方法を挙げることができる。より具体的には、酸によって処理する場合、酸として、例えば、フッ化水素、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム等の酸性を示すフッ素化合物を挙げることができる。フッ素化合物を用いる場合、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分におけるケイ素元素に対してフッ素元素が４倍量となればよく、フッ素化合物水溶液の濃度は１０質量％以上であることが好ましい。フッ化水素酸によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、二酸化ケイ素は、化学式（Ａ）又は化学式（Ｂ）に示すようにフッ化水素酸と反応し、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6）あるいは四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。酸によって処理する場合、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸で処理することで、多孔質炭素材料前駆体中に含まれるミネラル成分を除去することが可能である。
【００７３】
ＳｉＯ2＋６ＨＦ → Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏ （Ａ）
ＳｉＯ2＋４ＨＦ → ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ （Ｂ）
【００７４】
また、アルカリ（塩基）によって処理する場合、アルカリとして、例えば、水酸化ナトリウムを挙げることができる。アルカリの水溶液を用いる場合、水溶液のｐＨは１１以上であればよい。水酸化ナトリウム水溶液によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、水酸化ナトリウム水溶液を熱することにより、二酸化ケイ素は、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。また、水酸化ナトリウムを気相で反応させて処理する場合、水酸化ナトリウムの固体を熱することにより、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。
【００７５】
ＳｉＯ2＋２ＮａＯＨ → Ｎａ2ＳｉＯ3＋Ｈ2Ｏ （Ｃ）
【００７６】
あるいは又、本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料として、例えば、特開２０１０−１０６００７に開示された空孔が３次元的規則性を有する多孔質炭素材料（所謂、逆オパール構造を有する多孔質炭素材料）、具体的には、１×１０-9ｍ乃至１×１０-5ｍの平均直径を有する３次元的に配列された球状の空孔を備え、表面積が３×１０2ｍ2／グラム以上の多孔質炭素材料、好ましくは、巨視的に、結晶構造に相当する配置状態にて空孔が配列されており、あるいは又、巨視的に、面心立方構造における（１１１）面配向に相当する配置状態にて、その表面に空孔が配列されている多孔質炭素材料を用いることもできる。
【実施例１】
【００７７】
実施例１は、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材に関する。
【００７８】
実施例１の汚染物質除去剤あるいは濾材は、本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．４ｃｍ3／グラム以上、より好ましくは０．５ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。また、本発明の第２の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法，Non Localized Density Functional Theory 法）によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（便宜上、『容積Ａ』と呼ぶ）が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。更には、本発明の第３の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。また、本発明の第４の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。
【００７９】
尚、ＢＪＨ法による細孔（メソ細孔）、ＭＰ法による細孔（マイクロ細孔）、及び、水銀圧入法による細孔は、少なくとも、ケイ素を含有する植物由来の材料からのケイ素の除去によって得られる。多孔質炭素材料の水銀圧入法による細孔の容積は２．０ｃｍ3／グラム以上であることがより好ましく、ＭＰ法による細孔の容積は０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。また、多孔質炭素材料の嵩密度は、０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3であることが好ましい。
【００８０】
実施例１にあっては、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を米（稲）の籾殻とした。そして、実施例１における多孔質炭素材料は、原料としての籾殻を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得られる。以下、実施例１における多孔質炭素材料の製造方法を説明する。
【００８１】
実施例１における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例１の多孔質炭素材料を得ることができた。そして、実施例１の多孔質炭素材料を粉砕し、篩にかけ、６０メッシュパス・２００メッシュオンの部分を採取することで、実施例１Ａを得ることができた。
【００８２】
市販の浄水器に使用されている濾材を、篩にかけることで、６０メッシュパス・２００メッシュオンの部分を採取し、比較例１Ａ及び比較例１Ｂとした。尚、比較例１Ａにおける濾材はシリカから成り、比較例１Ｂにおける濾材は竹炭から成る。
【００８３】
比表面積及び細孔容積を求めるための測定機器として、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ（日本ベル株式会社製）を用い、窒素吸脱着試験を行った。測定条件として、測定平衡相対圧（ｐ／ｐ0）を０．０１〜０．９９とした。そして、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアに基づき、比表面積及び細孔容積を算出した。また、メソ細孔及びマイクロ細孔の細孔径分布は、上述した測定機器を用いた窒素吸脱着試験を行い、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアによりＢＪＨ法及びＭＰ法に基づき算出した。更には、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく測定にあっては、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」を使用した。尚、測定に際しては、試料の前処理として、２００゜Ｃで３時間の乾燥を行った。
【００８４】
実施例１Ａ、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材について、比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。尚、表１中、「比表面積」は窒素ＢＥＴ法による比表面積の値を指し、単位はｍ2／グラムである。また、「ＭＰ法」、「ＢＪＨ法」は、ＭＰ法による細孔（マイクロ細孔）の容積測定結果、ＢＪＨ法による細孔（メソ細孔〜マクロ細孔）の容積測定結果を示し、単位はｃｍ3／グラムである。また、表１中、「全細孔容積」は、窒素ＢＥＴ法による全細孔容積の値を指し、単位はｃｍ3／グラムである。更には、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合（容積割合）を表２に示す。尚、比較例１ＡにおけるＢＪＨ法に基づく細孔容積測定結果、及び、ＮＬＤＦＴ法に基づく全細孔の容積総計（容積Ａ）測定結果が大きい値を示しているが、これは、比較例１Ａにおける濾材が、多孔質炭素材料から成るのではなく、シリカから成るためである。
【００８５】
吸着量測定のため、０．０３モル／リットルのメチレンブルー及び０．５ミリモル／リットルのブラック５の水溶液を調製し、各４０ミリリットルの水溶液に対して試料を１０ミリグラム投入した。そして、ミックスローター（攪拌機）を用いて１００ｒｐｍで攪拌し、攪拌時間を、０．５分、１分、３分、５分、１５分、３０分、６０分、１８０分として攪拌後、濾過し、得られた濾液の吸光度変化を測定する試験法に基づき、攪拌時間と濾材１グラム当たりのメチレンブルー及びブラック５の吸着量との関係を、単位質量当たりの吸光度から得られた検量線の値から算出した。
【００８６】
その結果を図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、実施例１Ａの濾材のメチレンブルー及びブラック５の吸着量は、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材の吸着量よりも格段に大きく、これは、比較例では観察されない大容積のメソ細孔及びマクロ細孔の影響であると考えられる。尚、図１の縦軸は吸着量（単位：ミリグラム／グラム）であり、横軸は試験時間（濾材を試験液に浸漬した時間であり、単位は分）である。また、三角印は実施例１Ａのデータを示し、四角印は比較例１Ａのデータを示し、丸印は比較例１Ｂのデータを示す。
【００８７】
また、別の製造ロットにおける実施例１の濾材を、乳鉢を用いて人手で粉砕して、実施例１Ｂの濾材としたが、実施例１Ｂの濾材は、２００メッシュオン品であり、粒径は０．５０ｍｍ乃至０．８５ｍｍである。また、同時に得られた２００メッシュパス品の濾材を参考例１とした。比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。更には、市販の浄水器から活性炭を取り出し、これらの活性炭から粒径が０．５０ｍｍ乃至０．８５ｍｍのものを採取し、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄとして評価した。
【００８８】
更には、実施例１Ｂ、参考例１、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄの試料を、それぞれ、２００ミリグラム、カートリッジに充填し、メチレンブルー水溶液を５０ミリリットル／分の流速でカートリッジに流し、カートリッジから流出した水のメチレンブルー濃度を測定した。その結果を図２に示す。尚、図２の縦軸はメチレンブルー吸着率（除去率）であり、参考例１の濾材の吸着量（除去率）を１００％として規格化した値である。また、横軸は、メチレンブルー水溶液の流量である。図２からも、実施例１Ｂ（四角印で示す）、参考例１（菱形印で示す）の濾材のメチレンブルー吸着量は、比較例１Ｃ（三角印で示す）あるいは比較例１Ｄ（丸印で示す）と比較して、格段に高いことが判る。
【００８９】
実施例１の浄水器の断面図を図３に示す。実施例１の浄水器は、連続式浄水器であり、水道の蛇口の先端部に浄水器本体を直接取り付ける蛇口直結型の浄水器である。実施例１の浄水器は、浄水器本体１０、浄水器本体１０の内部に配置され、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料１１が充填された第１充填部１２、綿１３が充填された第２充填部１４を備えている。水道の蛇口から排出された水道水は、浄水器本体１０に設けられた流入口１５から、多孔質炭素材料１１、綿１３を通過して、浄水器本体１０に設けられた流出口１６から排出される。
【００９０】
実施例１の汚染物質除去シート部材の断面構造を示す模式的な図を図４に示す。実施例１の汚染物質除去シート部材は、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料、及び、支持部材を備えている。具体的には、実施例１の汚染物質除去シート部材は、セルロースから成る支持部材（不織布２）と支持部材（不織布２）との間に、シート状にした多孔質炭素材料、即ち、炭素／ポリマー複合体１が挟み込まれた構造を有する。炭素／ポリマー複合体１は、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料、及び、バインダーから成り、バインダーは、例えば、カルボキシニトロセルロースから成る。尚、汚染物質除去シート部材を、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料が支持部材に塗布され、あるいは又、実施例１の多孔質炭素材料が支持部材に練り込まれた形態とすることもできる。
【実施例２】
【００９１】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、塩素の除去率に関する評価試験を行った。
【００９２】
実施例２における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（３．５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例２の多孔質炭素材料を得ることができた。
【００９３】
実施例２における濾材の比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。実施例２の濾材を粉砕して粒度調整を行い、２００メッシュオン品とした。尚、２種類の粒度分布を有する実施例２Ａ及び実施例２Ｂの試料を調製した。篩を用いた粒度分布測定結果を表３に示す。更には、市販の浄水器から活性炭を取り出し、これらの活性炭を、比較例２Ａ、比較例２Ｂ及び比較例２Ｃとして評価した。また、同じ容積（２．０ｃｍ3）の第１充填部１２に各試料を充填したときの質量（単位：グラム）を表１に示すが、第１充填部１２に各試料を充填したときの充填割合を『充填率』と呼ぶ場合がある。更には、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を、表２に示す。また、水銀圧入法の測定結果を、以下に示す。更には、１２０゜Ｃで１２時間、乾燥させた試料を、熱重量測定法（ＴＧ）法に基づき、ドライエアー３００ミリリットル／分で８００゜Ｃまで加熱したときに残された強熱残分（残留灰分）の測定結果を以下に示す。尚、実施例１、実施例７の多孔質炭素材料における強熱残分（残留灰分）の測定結果、酸処理を行う前の多孔質炭素材料前駆体における強熱残分（残留灰分）の測定結果も併せて示す。
【００９４】
［水銀圧入法の測定結果］
実施例２ ４．１２ｃｍ3／グラム
比較例２Ａ ０．２６ｃｍ3／グラム
比較例２Ｂ ０．３５ｃｍ3／グラム
比較例２Ｃ ０．２４ｃｍ3／グラム
【００９５】
［強熱残分］
実施例１ ５．８３％
実施例２ ３．４９％
実施例７ ７．２９％
多孔質炭素材料前駆体 ４３．２７％
【００９６】
試験においては、内径７．０ｍｍのガラス管を容積２ミリリットルの各試料で充填し、２．０ミリグラム／リットルの濃度の塩素水を４００ミリリットル／分の流速でガラス管内を流した。そして、
ＤＰＤ吸光光度法に基づく除去率（％）
＝（原水測定値−通過水測定値）／原水測定値×１００
といった方法に基づき得られた塩素の除去率測定結果を図５に示す。尚、４００ミリリットル／分の流量を空間速度（ＳＶ）に換算すると以下のとおりである。
【００９７】
ＳＶ＝４００×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3 ＝１２０００時-1
【００９８】
図５から、実施例２Ａ及び実施例２Ｂの多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、比較例２Ｃと比較して、格段に高い塩素除去率を有している。
【実施例３】
【００９９】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３にあっては、塩素の除去率、１，１，１−トリクロロエタンの除去率、２−クロロ−４，６ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン（ＣＡＴ）の除去率に関する評価試験を行った。除去率は、ガスクロマトグラフ分析法により、以下の式から算出した。実施例３の濾材を構成する多孔質炭素材料として、実施例２Ａの多孔質炭素材料（２００メッシュオン品）を使用した。尚、比較例３として、比較例２Ｃと同じ濾材を使用した。
除去率（％）＝（原水測定値−通過水測定値）／原水測定値×１００
【０１００】
実施例３及び比較例３の濾材を用いて、内径１０．０ｍｍのガラス管を容積１０ミリリットルの各試料で充填し、２．０ミリグラム／リットルの濃度の塩素水、０．３ミリグラム／リットルの濃度の１，１，１−トリクロロエタン水溶液、０．００３ミリグラム／リットルの濃度のＣＡＴ水溶液を４００ミリリットル／分の流速でガラス管内を流した。塩素、１，１，１−トリクロロエタン、ＣＡＴの除去率を図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）から、実施例３の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例３と比較して、格段に高い除去率を有していることが判った。尚、４００ミリリットル／分の流量を空間速度（ＳＶ）に換算すると以下のとおりである。
【０１０１】
ＳＶ＝４００×６０（ミリリットル／時）／１０ｃｍ3 ＝２４００時-1
【実施例４】
【０１０２】
富栄養化した湖沼や池では、夏期を中心に、藍藻類（ミクロキスティス等）が異常増殖して、水の表面が緑色の粉をふいたような厚い層が形成されることがあり、これはアオコと呼ばれている。この藍藻類は人体に有害な毒素を発生することが知られているが、多くの毒素の中でミクロシスチンＬＲという毒素が特に警戒されている。ミクロシスチンＬＲが生体内に入ると肝臓が大きな損傷を受け、その毒性はマウスによる実験でも報告されている。ミクロシスチンＬＲを出す有毒アオコは、オーストラリアやヨーロッパ、アメリカの湖、アジア各地で発生している。被害の大きい中国の湖では、一年中、大発生したアオコが消えることはない。そして、湖水は飲料水や農業用水に利用されているため、湖沼において藍藻類が生み出す毒素が人間の飲料水の確保において問題になっており、その解決が強く望まれている。
【０１０３】
実施例４においては、ミクロシスチンＬＲ（数平均分子量：９９４）の吸着を評価した。実施例４の濾材を構成する多孔質炭素材料を、実施例１にて説明した方法と概ね同様の方法で得た。具体的には、実施例４においては、賦活処理を、９００゜Ｃで水蒸気気流中（２．５リットル／分）にて３時間加熱させる処理とした。この点を除き、実施例１にて説明した方法と同様の方法で得た。実施例４における濾材の比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。また、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を表２に示す。尚、実施例４における濾材は６０メッシュパス・２００メッシュオン品である。また、比較例４として、和光純薬工業株式会社製の粒状活性炭（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を使用した。
【０１０４】
実施例４及び比較例４の濾材を用いて、紫外・可視分光光度計を用いた比色法にて反応前後の溶液のミクロシスチン濃度を求め、除去率を算出した。その結果を図７に示すが、実施例４の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例４と比較して、格段に高い除去率を有していることが判った。
【実施例５】
【０１０５】
実施例５においては、粒径依存性の評価を行った。実施例５の濾材を構成する多孔質炭素材料として、実施例１における多孔質炭素材料（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を用いた。また、実施例１における多孔質炭素材料ではあるが、２００メッシュパス品を参考例５とした。更には、比較例５Ａとして、比較例４の粒状活性炭（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を使用し、比較例５Ｂとして、比較例４の粒状活性炭を粉砕した２００メッシュパス品を使用した。
【０１０６】
実施例５、参考例５、比較例５Ａ及び比較例５Ｂの濾材を試料として用いて、５０ミリリットルのスクリュー管に１０ミリグラムの試料及び５０ミリリットルのインドール溶液（３×１０-4モル／リットル）を入れ、１時間後のインドール吸着量を定量する方法に基づき、粒径依存性を評価した。その結果を図８に示すが、実施例５、参考例５の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例５Ａ、比較例５Ｂと比較して、粒径依存性の無いことが判った。
【実施例６】
【０１０７】
従来のヤシガラや石油ピッチを原料とした活性炭は、浄水用等のフィルター部材を始め、機能性食品、化粧品等に用いられているが、これらの活性炭はミネラル含有量が少なく、水等へのミネラルの放出量を調整する目的には適していない。
【０１０８】
実施例６は、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材に関する。実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【０１０９】
実施例６において、多孔質炭素材料は、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料としている。このような植物原料を用いることで、濾材として用いたとき、多孔質炭素材料から濾過水にミネラル成分が多く溶出する結果、水の硬度の制御を行うことができる。そして、この場合、硬度０．１以下の水（試験用水）５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる。
【０１１０】
より具体的には、実施例６にあっては、ミカンの皮（実施例６Ａ）、オレンジの皮（実施例６Ｂ）、グレープフルーツの皮（実施例６Ｃ）といった柑橘類の皮、バナナの皮（実施例６Ｄ）を原料として用いた。また、 比較例６としてクラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷを使用した。
【０１１１】
実施例６の濾材を構成する多孔質炭素材料の製造にあっては、上記の各種植物原料を１２０゜Ｃにて２４時間乾燥処理した。その後、５００゜Ｃの窒素気流中にて３時間、予備炭素化処理を施した。次いで、８００゜Ｃにて１時間焼成処理した後、室温まで冷却し、乳鉢を用いて粉砕処理した。こうして得られた試料（炭素質物質、多孔質炭素材料前駆体）を、便宜上、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料と呼ぶ。その後、各試料を濃塩酸に２４時間浸漬させて後に、洗浄液が中性になるまで洗浄することで、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の試料を得た。次に、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の試料を、９００゜Ｃ、水蒸気気流中で１時間、賦活処理することによって、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの多孔質炭素材料から成る濾材を得ることができた。
【０１１２】
実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料、並びに、比較例６の試料の組成分析結果を以下の表４に示す。また、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料、並びに、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の多孔質炭素材料のＸ線回折結果を図９の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。尚、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材は、全て、２００メッシュパス品とした。また、比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１及び図１０の（Ａ）、（Ｂ）に示す結果が得られた。また、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を、表２に示す。更には、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布の測定結果を示すグラフを図１１に示す。
【０１１３】
表４より、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料は、比較例６の試料と比べて、多くのミネラル成分が含有されていることが判った。また、Ｘ線回折結果から、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の濾材からは、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料に見られたミネラル成分由来の結晶性ピークは観測されなかった。このことから、ミネラル分は、濃塩酸による酸処理によって、部分的に、一旦は除去されるが、賦活処理によって濾材内部のミネラル分が再び顕在化すると考えられる。
【０１１４】
実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料、並びに、比較例６の試料を用いて、各試料を純水である試験用水（硬度：＜０．０６６）へ１グラム／５０ミリリットルの割合で添加し、６時間撹拌した後、濾過し、濾液中に含まれる各種ミネラル量をＩＣＰ−ＡＥＳにより定量した。表５に各試料から得られた濾液中のミネラル量及び濾液の硬度を示す。尚、硬度（ミリグラム／リットル）は、
カルシウム濃度（ミリグラム／リットル）×２．５
＋マグネシウム濃度（ミリグラム／リットル）×４．１
として算出した。参考までに世界保健機関（ＷＨＯ）の基準（軟水：０以上、６０未満、中程度の軟水（中硬水）：６０以上、１２０未満、硬水：１２０以上、１８０未満、非常な硬水：１８０以上）に従った水の分類も示した。
【０１１５】
表５より、実施例６の各試料にあっては、比較例６よりも高いミネラル溶出特性が確認でき、濾液の硬度の調整に実施例６の多孔質炭素材料から成る濾材が適していることが示された。また、用いる植物原料によって、得られる濾液の硬度を軟水〜中硬水〜硬水〜非常な硬水と調整できることが判った。
【０１１６】
［表１］
比表面積 全細孔容積 ＭＰ法 ＢＪＨ法 質量
実施例１Ａ １７５３ １．６５ ０．６６ １．１９
実施例１Ｂ ２０５６ １．８３ ０．７３ １．３７
参考例１ １８０４ １．６４ ０．６７ １．２７
比較例１Ａ １０１５ １．０４ ０．８０ １．１２
比較例１Ｂ ３７５ ０．２１ ０．１６ ０．０７
比較例１Ｃ ８４８ ０．４３ ０．４０ ０．０８
比較例１Ｄ １１０９ ０．６２ ０．４９ ０．２１
実施例２ １６１２ １．５１ ０．５１ １．１３ ０．１６
比較例２Ａ １０９９ ０．５７ ０．５０ ０．１４ １．００
比較例２Ｂ ９０８ ０．４８ ０．４２ ０．１２ ０．８５
比較例２Ｃ １０９０ ０．５４ ０．５０ ０．１８ １．００
実施例４ １３２１ １．１３ ０．７０ ０．５６
実施例６Ａ ８０２ ０．４３４ ０．４０ ０．１５
実施例６Ｂ ３７２ ０．２２３ ０．２０ ０．０９６
実施例６Ｃ ６０５ ０．４０２ ０．３３ ０．２１
実施例６Ｄ ８４３ ０．３９６ ０．３３ ０．０８０
比較例６ ９２９ ０．４１４ ０．４０ ０．０６１
【０１１７】
［表２］
容積割合 全細孔の容積総計（容積Ａ）
実施例１Ａ ０．５３５４ ２．０１６８ｃｍ3／グラム
実施例１Ｂ ０．４８２０ ２．２３８９ｃｍ3／グラム
参考例１ ０．４７７４ ２．０５９５ｃｍ3／グラム
比較例１Ａ ０．２７５５ １．８９９３ｃｍ3／グラム
比較例１Ｂ ０．０９５１ ０．３２２８ｃｍ3／グラム
比較例１Ｃ ０．０５２６ ０．７１０５ｃｍ3／グラム
比較例１Ｄ ０．１１２５ ０．８４２７ｃｍ3／グラム
実施例２ ０．５０３６ １．８９３４ｃｍ3／グラム
比較例２Ａ ０．１１７０ ０．８８３６ｃｍ3／グラム
比較例２Ｂ ０．０８１８ ０．７８６９ｃｍ3／グラム
比較例２Ｃ ０．０３００ ０．８７６５ｃｍ3／グラム
実施例４ ０．４６６１ １．４３９６ｃｍ3／グラム
比較例４ ０．１３４０ ０．７５５７ｃｍ3／グラム
実施例６Ａ ０．４００６ ０．５５６７ｃｍ3／グラム
実施例６Ｂ ０．０５５３ ０．３０３８ｃｍ3／グラム
実施例６Ｃ ０．１５６６ ０．７１７１ｃｍ3／グラム
実施例６Ｄ ０．２５９７ ０．５０４４ｃｍ3／グラム
比較例６ ０．０２１６ ０．６９３５ｃｍ3／グラム
【０１１８】
［表３］
【０１１９】
［表４］
【０１２０】
［表５］
【実施例７】
【０１２１】
実施例７は、本開示の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材に関する。実施例７にあっては、水環境中に多量に排出されている合成洗剤成分のドデシルベンゼンスルホン酸塩（具体的には、直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）、大量に使用されている農薬の殺菌剤クロロタロニル（ＴＰＮ，Ｃ8Ｃｌ4Ｎ）と殺虫剤ジクロロボス（ＤＤＶＰ，Ｃ4Ｈ7Ｃｌ2Ｏ4Ｐ）、水道管等から溶出する可溶性鉛、水道水中の典型的な汚染物質である遊離残留塩素、塩素消毒で副生する多様な有機ハロゲン化合物類（フミン質から生じた有機ハロゲン化合物を含む）の除去を目的としている。
【０１２２】
実施例７にあっては、以下の方法で多孔質炭素材料を製造した。また、比較例７として、クラレコールＧＷを使用した。
【０１２３】
実施例７における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、アルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を８０゜Ｃ、１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に一晩浸漬することでアルカリ処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（２．５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例７の多孔質炭素材料を得ることができた。
【０１２４】
実施例７及び比較例７の試料の粒度分布測定結果を表３に示す。また、実施例７及び比較例７の試料の比表面積及び細孔容積の測定結果を以下の表６及び表７に示す。表６及び表７の測定項目、単位は表１及び表２と同じである。更には、水銀圧入法の測定結果を表８に示す。
【０１２５】
［表６］
比表面積 全細孔容積 ＭＰ法 ＢＪＨ法 質量
実施例７ １２８０ ０．９３ ０．４４ ０．５２ ０．３０
比較例７ ８２０ ０．４１ ０．３９ ０．０８ １．１５
【０１２６】
［表７］
容積割合 全細孔の容積総計（容積Ａ）
実施例７ ０．３７２３ １．２５３４ｃｍ3／グラム
比較例７ ０．０２１９ ０．６９３５ｃｍ3／グラム
【０１２７】
［表８］
実施例７ １．９４ｃｍ3／グラム
比較例７ ０．２６ｃｍ3／グラム
【０１２８】
実施例７及び比較例７の試料２ｃｍ3をサンプリングし、ステンレスネット付きカラムに格納した。そして、水１リットル当たり、
（Ａ）ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ミリグラム
（Ｂ）クロロタロニル６．０マイクログラム
（Ｃ）ジクロロボス６．０マイクログラム
（Ｄ）溶解性鉛（具体的には酢酸鉛）６マイクログラム（鉛換算）
（Ｅ）遊離塩素として次亜塩素酸ナトリウム０．２ミリグラム（塩素換算）
（Ｆ）全有機ハロゲンとしてＴＯＸ濃度１３０±２０マイクログラム（塩素換算）
をそれぞれ溶解した溶液を調製し、流量４０ミリリットル／分にて、２ｃｍ3の各試料を通過させた。そして、通水前後の濃度を測定し、除去率を算出した。尚、流量４０ミリリットル／分は、以下の空間速度（ＳＶ）に対応する。
【０１２９】
また、水１リットル当たり、
（Ａ）ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ミリグラム
（Ｂ）クロロタロニル６マイクログラム
（Ｅ）遊離塩素として次亜塩素酸ナトリウム２．０ミリグラム（塩素換算）
をそれぞれ溶解した溶液を調製し、流量２４０ミリリットル／分にて、２ｃｍ3の各試料を通過させた。そして、通水前後の濃度を測定し、除去率を算出した。尚、流量２４０ミリリットル／分は、以下の空間速度（ＳＶ）に対応する。
【０１３０】
流量４０ミリリットル／分：
ＳＶ＝４０×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3 ＝１２００時-1
流量２４０ミリリットル／分：
ＳＶ＝２４０×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3＝７２００時-1
【０１３１】
そして、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの除去率測定をセル吸光度法に基づき行い、クロロタロニル及びジクロロボスの除去率測定を電子捕獲検出器付きガスクロマトグラフ（ＥＣＯ−ＧＣ）法に基づき行い、溶解性鉛の除去率測定を誘導結合プラズマ−質量分析（ＩＰＣ／ＭＳ）法に基づき行い、遊離塩素の除去率測定をセル吸光度法に基づき行い、全有機ハロゲンの除去率測定をイオンクロマトグラフ法に基づき行った。
【０１３２】
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）の除去率測定結果を図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、クロロタロニル（ＴＰＮ）の除去率測定結果を図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、ジクロロボス（ＤＤＶＰ）の除去率測定結果を図１４に示し、溶解性鉛の除去率測定結果を図１５に示し、遊離塩素の除去率測定結果を図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、全有機ハロゲンの除去率測定結果を図１７に示す。全てにおいて、実施例７の方が、比較例７よりも除去率が高いことが示された。
【０１３３】
即ち、実施例７の濾材にあっては、分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である。
【０１３４】
また、実施例７の濾材にあっては、ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である。
【０１３５】
また、実施例７の濾材にあっては、クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である。
【０１３６】
また、実施例７の濾材にあっては、ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である。
【０１３７】
また、実施例７の濾材にあっては、溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である。
【０１３８】
また、実施例７の濾材にあっては、遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である。
【０１３９】
また、実施例７の濾材にあっては、全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である。
【０１４０】
尚、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、充填率が比較例７の活性炭の約２７％しかないにも拘わらず、比較例７の活性炭より高い除去率が維持され、通水約５時間では１００％、通水約２７時間では５０％以上の除去率を示した。これに対して、比較例７の活性炭は、通水後、まもなく除去率が急速に低下している。これは、小さな細孔しか有さない比較例７の活性炭では、分子量の大きなＤＢＳの吸着速度が遅いためと考えられる。そして、試験の結果から、実施例７にあっては、実施例７の濾材を１５０ミリリットル含む据え置き型浄水器（以下、便宜上、『据え置き型浄水器−Ａ』と呼ぶ）を用いて、０．２ミリグラム／リットルのＤＢＳを含む水とした場合、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１８ヶ月、ＤＢＳを１００％除去できると推定された。また、ＳＶ＝７２００時-1でも、比較例７の活性炭より高い除去率が維持された。そして、０．２ミリグラム／リットルのＤＢＳを含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、実施例７の濾材を１５ミリリットル含む据え置き型浄水器（以下、便宜上、『据え置き型浄水器−Ｂ』と呼ぶ）を用いて、約４ヶ月、ＤＢＳを５０％以上除去できると推定された。
【０１４１】
また、クロロタロニル（ＴＰＮ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭よりＴＰＮの除去率が高く維持され、比較例７の活性炭の通水２０時間といった値の２．０５倍の約５０時間まで除去率８０％以上となっていた。これは、ＴＰＮの分子量が２６５．９と大きいため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭より有利になり、また、ＴＰＮは水に対する溶解度が小さいために吸着性が高いので、高い除去率が長時間維持されたものと考えられる。そして、試験の結果から、実施例７にあっては、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６．０マイクログラム／リットルのＴＰＮを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年、ＴＮＰを８０％以上除去できると推定された。一方、ＳＶ＝７２００時-1では、ＳＶ＝１２００時-1の場合より除去率が低いものの、６．０マイクログラム／リットルのＴＰＮを含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、据え置き型浄水器−Ｂを用いて、約７ヶ月、ＴＮＰを５０％以上除去できると推定された。
【０１４２】
また、ジクロロボス（ＤＤＶＰ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭より除去率が高く維持され、通水約３２時間まで除去率８０％以上となっている。これは、ＤＤＶＰの分子量２２１とやや大きいため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭より有利になったと考えられる。尚、ＤＤＶＰは、水に対する溶解度が１０グラム／リットルと非常に大きいので、平衡吸着量が小さいため、通水約３２時間までは除去率８０％以上であったが、それ以降は除去率が低下し、通水約４３時間で除去率５０％となった。尚、通水約３２時間は、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６．０マイクログラム／リットルのＤＤＶＰを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約８ヶ月使用したことに相当し、通水約４３時間は、約１０ヶ月使用したことに相当する。
【０１４３】
また、溶解性鉛の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭より高い除去率が維持され、通水約２２時間で除去率５０％以上であった。尚、比較例７の活性炭では、通水約８時間で除去率が５０％以下になってしまっている。このことは、実施例７の濾材には鉛を吸着しやすい活性点が多く存在することを示していると考えられる。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６マイクログラム／リットル（鉛換算）の溶解性鉛を含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約５ヶ月間、鉛を５０％以上除去できると推定された。
【０１４４】
また、遊離塩素の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７より除去率が高く維持され、通水４８時間後も約８０％となっている。遊離塩素は濾材表面での還元反応によって除去されることから、実施例７の濾材は、粒内拡散速度が速いだけでなく、表面に遊離塩素を還元し易い活性点が多いと推定される。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、０．２ミリグラム／リットル（塩素換算）の遊離塩素を含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年間、遊離塩素を８０％以上除去できると推定された。一方、ＳＶ＝７２００時-1でも、通水４８時間後も約６０％の除去率となっている。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ｂを用いて、２．０ミリグラム／リットル（塩素換算）の遊離塩素を含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年間、遊離塩素を６０％以上除去できると推定された。
【０１４５】
また、全有機ハロゲン（フミン質から生じた有機ハロゲン化合物を含む）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、通水４８時間まで、比較例７の活性炭より除去率が高くなった。尚、ＴＯＸ成分の中には分子量の大きめな物質が含まれているため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭よりも大きな除去率となると考えられる。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、ＴＯＸ濃度１３０マイクログラム（塩素換算）／リットルの全有機ハロゲンを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約４ヶ月間、５０％以上除去できると推定された。
【実施例８】
【０１４６】
実施例８は、実施例１〜実施例７の変形である。実施例８にあっては、模式的な一部断面図を図１８の（Ａ）に示すように、実施例１〜実施例７において説明した濾材を、キャップ部材３０の付いたボトル（所謂ペットボトル）２０に組み込んだ。具体的には、キャップ部材３０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、フィルター３１，３２をキャップ部材３０の液体流入側及び液体排出側に配置した。そして、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１を、キャップ部材３０の内部に配された濾材４０を通過させて飲むことで、あるいは、使用することで、例えば、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。尚、キャップ部材３０は、通常、図示しない蓋を用いて閉じておく。
【０１４７】
あるいは又、模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示すように、透水性を有する袋５０の中に実施例１〜実施例７の濾材４０を格納し、ボトル２０内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１の中に、この袋５０を投入する形態を採用することもできる。尚、参照番号２２は、ボトル２０の口部を閉鎖するためのキャップである。あるいは又、模式的な断面図を図１９の（Ａ）に示すように、ストロー部材６０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、図示しないフィルターをストロー部材の液体流入側及び液体排出側に配置する。そして、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水）２１を、ストロー部材６０の内部に配された実施例１〜実施例７の濾材４０を通過させて飲むことで、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。あるいは又、一部を切り欠いた模式面を図１９の（Ｂ）に示すように、スプレー部材７０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、図示しないフィルターをスプレー部材７０の液体流入側及び液体排出側に配置する。そして、スプレー部材７０に設けられた押しボタン７１を押すことで、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１を、スプレー部材７０の内部に配された実施例１〜実施例７の濾材４０を通過させて、スプレー穴７２から噴霧することで、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。
【０１４８】
以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。濾材として、実施例１にて説明した濾材とセラミックス製の濾材（微細な穴を有するセラミックス製の濾材）とを組み合わせた浄水器、実施例１にて説明した濾材とイオン交換樹脂とを組み合わせた浄水器とすることもできる。また、本発明の濾材を構成する多孔質炭素材料を造粒して使用してもよい。
【０１４９】
実施例にあっては、多孔質炭素材料の原料として、籾殻を用いる場合について説明したが、他の植物を原料として用いてもよい。ここで、他の植物として、例えば、藁、葦あるいは茎ワカメ、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類及び海草等を挙げることができ、これらを、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。具体的には、例えば、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲の藁（例えば、鹿児島産；イセヒカリ）とし、多孔質炭素材料を、原料としての藁を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲科の葦とし、多孔質炭素材料を、原料としての稲科の葦を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。また、フッ化水素酸水溶液の代わりに、水酸化ナトリウム水溶液といったアルカリ（塩基）にて処理して得られた多孔質炭素材料においても、同様の結果が得られた。
【０１５０】
あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を茎ワカメ（岩手県三陸産）とし、多孔質炭素材料を、原料としての茎ワカメを炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。具体的には、先ず、例えば、茎ワカメを５００゜Ｃ程度の温度で加熱し、炭化する。尚、加熱前に、例えば、原料となる茎ワカメをアルコールで処理してもよい。具体的な処理方法として、エチルアルコール等に浸漬する方法が挙げられ、これによって、原料に含まれる水分を減少させると共に、最終的に得られる多孔質炭素材料に含まれる炭素以外の他の元素や、ミネラル成分を溶出させることができる。また、このアルコールでの処理により、炭素化時のガスの発生を抑制することができる。より具体的には、茎ワカメをエチルアルコールに４８時間浸漬する。尚、エチルアルコール中では超音波処理を施すことが好ましい。次いで、この茎ワカメを、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得る。尚、このような処理（予備炭素化処理）を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で１０００゜Ｃまで昇温する。そして、１０００゜Ｃで５時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却する。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続ける。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄する。そして、最後に乾燥させることにより、多孔質炭素材料を得ることができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１・・・炭素／ポリマー複合体、２・・・不織布、１０・・・浄水器本体、１１・・・多孔質炭素材料、１２・・・第１充填部、１３・・・綿、１４・・・第２充填部、１５・・・流入口、１６・・・流出口、２０・・・ボトル、２１・・・液体あるいは水、２２・・・キャップ、３０・・・キャップ部材、３１，３２・・・フィルター、４０・・・濾材、５０・・・袋、６０・・・ストロー部材、７０・・・スプレー部材、７１・・・押しボタン、７２・・・スプレー穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材及び濾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を浄化するための浄水器には、例えば、特開２００１−２０５２５３、特開平０６−１０６１６１に開示されているように、屡々、活性炭が使用されている。また、浄水器は、例えば、屡々、水道の蛇口に直接取り付けられて使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０５２５３
【特許文献２】特開平０６−１０６１６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の浄水器にあっては、濾過流量が多いと、即ち、浄水器中を流れる水の流速が早いと、浄水機能を十分に発揮できない場合があるといった問題がある。また、比表面積を増加させることを目的として、屡々、活性炭の粉砕品が使用されるが、粉砕された活性炭が浄化された水と一緒に浄水器から漏出するといった問題も生じ得る。更には、汚染物質を一層効果的に除去し得る汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材に対する強い要求がある。また、濾材を通過させることで水の硬度の制御を行うことに対する要望もあるが、このような要望を達成し得る技術は、本発明者が調べた限りでは知られていない。
【０００５】
従って、本発明の第１の目的は、汚染物質を一層効果的に除去し得る汚染物質除去剤、炭素／ポリマー複合体、汚染物質除去シート部材、及び、濾材を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、濾過流量が多くとも浄化機能を十分に発揮することができ、しかも、浄化された流体と共に流出するといった問題が生じ難い濾材を提供することにある。更には、本発明の第３の目的は、水の硬度の制御を行い得る濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．４ｃｍ3／グラム以上、より好ましくは０．５ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。ここで、粒径が７５μｍ未満の多孔質炭素材料を造粒して得られた粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、あるいは又、粒径が７５μｍ未満の多孔質炭素材料と７５μｍ以上の多孔質炭素材料とが混在した多孔質炭素材料を造粒して得られた粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料も、本発明の「粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料」に包含される。以下の説明においても同様である。
【０００７】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【０００８】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【０００９】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る汚染物質除去剤は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。尚、このような多孔質炭素材料を、便宜上、『本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【００１０】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１１】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１２】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１３】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る。
【００１４】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１５】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１７】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る汚染物質除去シート部材は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る。
【００１８】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る濾材は、本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００１９】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る濾材は、本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２０】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る濾材は、本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２１】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る濾材は、本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２２】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第５の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２３】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第６の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２４】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第７の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２５】
上記の第３の目的を達成するための本発明の第８の態様に係る濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【００２６】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材は、
本発明の第１の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第２の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第３の態様に係る多孔質炭素材料から成り、又は、
本発明の第４の態様に係る多孔質炭素材料から成る。
【００２７】
そして、本発明の第９の態様に係る濾材は、分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である。ここで、ヤシガラ活性炭として、クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷを用いる。
【００２８】
また、本発明の第１０の態様に係る濾材は、ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である。
【００２９】
また、本発明の第１１の態様に係る濾材は、クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である。
【００３０】
また、本発明の第１２の態様に係る濾材は、ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である。
【００３１】
また、本発明の第１３の態様に係る濾材は、溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である。
【００３２】
また、本発明の第１４の態様に係る濾材は、遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である。
【００３３】
また、本発明の第１５の態様に係る濾材は、全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材にあっては、使用する多孔質炭素材料の比表面積の値、各種細孔の容積の値、細孔分布が規定されているので、高い効率で汚染物質を除去することができるし、高い濾過流量にて、流体の浄化を行うことができるし、高い効率で所望の物質を除去することができる。また、多孔質炭素材料の粒径が規定されているので、多孔質炭素材料が流体に同伴されて流出するといった問題が生じ難い。尚、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材にあっては、汚染物質の吸着以外にも、例えば、
ＨＣｌＯ＋Ｃ（多孔質炭素材料） → ＣＯ（多孔質炭素材料の表面）
＋ Ｈ+ ＋ Ｃｌ-
といった化学反応に基づき塩素分が除去される。また、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材にあっては、使用する多孔質炭素材料の比表面積の値、細孔の容積の値、細孔分布が規定されており、しかも、原料が規定されているので、濾材を通過した水の硬度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１Ａの濾材、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材の試験時間と濾材１グラム当たりのメチレンブルー及びブラック５吸着量との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、実施例１Ｂ、参考例１、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄの試料を、それぞれ、カートリッジに充填し、メチレンブルー水溶液をカートリッジ内に流し、カートリッジから流出した水のメチレンブルー濃度を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例１の浄水器の模式的な断面図である。
【図４】図４は、実施例１の汚染物質除去シート部材の模式的な断面構造を示す図である。
【図５】図５は、実施例２の多孔質炭素材料から成る濾材、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、比較例２Ｃの濾材における塩素除去率を示すグラフである。
【図６】図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例３の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例３の濾材における塩素、１，１，１−トリクロロエタン、ＣＡＴの除去率を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例４の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例４の濾材におけるミクロシスチンＬＲの除去率を示すグラフである。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の多孔質炭素材料から成る濾材及び比較例５の濾材における高速吸着特性及び粒径依存性を示すグラフである。
【図９】図９の（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、実施例６ａ、実施例６ａ’、実施例６ｂ、実施例６ｂ’、実施例６ｃ、実施例６ｃ’、実施例６ｄ及び実施例６ｄ’の試料のＸ線回折結果を示すグラフである。
【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の細孔容積の測定結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布の測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料のクロロタロニルの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例７及び比較例７の試料のジクロロボスの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例７及び比較例７の試料の溶解性鉛の除去率測定結果を示すグラフである。
【図１６】図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７及び比較例７の試料の遊離塩素の除去率測定結果を示すグラフである。
【図１７】図１７は、実施例７及び比較例７の試料の全有機ハロゲンの除去率測定結果を示すグラフである。
【図１８】図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例８におけるボトルの模式的な一部断面図及び模式的な断面図である。
【図１９】図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例８におけるボトルの変形例の模式的な一部断面図及び一部を切り欠いた模式面である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の更に別の変形）
６．実施例５（実施例１の更に別の変形）
７．実施例６（本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材）
８．実施例７（本発明の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の変形）、その他
【００３７】
［本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材、全般に関する説明］
以下の説明において、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤を総称して、単に、『本発明の汚染物質除去剤』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体を総称して、単に、『本発明の炭素／ポリマー複合体』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材を総称して、単に、『本発明の汚染物質除去シート部材』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様〜第１５の態様に係る濾材を総称して、単に、『本発明の濾材』と呼ぶ場合がある。また、本発明の汚染物質除去剤、本発明の炭素／ポリマー複合体、本発明の汚染物質除去シート部材及び本発明の濾材を総称して、単に、『本発明』と呼ぶ場合があるし、本発明の汚染物質除去剤、本発明の炭素／ポリマー複合体、本発明の汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料を総称して、『本発明における多孔質炭素材料』と呼ぶ場合がある。
【００３８】
本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様に係る汚染物質除去シート部材あるいは本発明の第１の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、限定するものではないが、水銀圧入法による細孔の容積が１．５ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。また、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。
【００３９】
上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤あるいは本発明の第１の態様〜第４の態様、第９の態様〜第１５の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、限定するものではないが、多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3であることが好ましい。多孔質炭素材料の嵩密度を上記の範囲のとおりに規定することで、多孔質炭素材料によって流体の流れが阻害される虞が無くなる。即ち、多孔質炭素材料に起因した流体の圧力損失を抑制することができる。
【００４０】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材において、多孔質炭素材料は、上述したとおり、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料としており、このような植物原料を用いることで、濾材として用いる場合、多孔質炭素材料から濾過水にミネラル成分が多く溶出する結果、濾過水の硬度の制御を行うことができる。そして、この場合、硬度０．１以下の水（試験用水）５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる形態とすることができる。尚、多孔質炭素材料には、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）が、合計で０．４質量％以上を含まれることが好ましい。ここで、具体的には、植物原料として、ミカンの皮、オレンジの皮、グレープフルーツの皮といった柑橘類の皮、バナナの皮を挙げることができる。
【００４１】
また、このような本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料から、ミネラル補充を目的としたミネラル調整材としての機能性食品を含む各種の機能性食品、ミネラル補充を目的としたミネラル調整材としての化粧品を含む化粧品、化粧料等を構成することができる。尚、機能性食品においては、その他、例えば、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、希釈剤、矯味剤、保存剤、安定化剤、着色剤、香料、ビタミン類、発色剤、光沢剤、甘味料、苦味料、酸味料、うまみ調味料、発酵調味料、酸化防止剤、酵素、酵母エキス、栄養強化剤が含まれていてもよい。機能性食品の形態として、粉末状、固形状、錠剤状、粒状、顆粒状、カプセル状、クリーム状、ゾル状、ゲル状、コロイド状を挙げることができる。化粧品として、例えば、化粧水や化粧水含浸パック、汗や油脂、口紅等の汚れ成分を除去するクレンジング剤を例示することができるし、化粧料におけるその他の成分として、疎水性の美容成分を有する物質（例えばダイゼイン、ゲニステイン）を挙げることができるし、保湿効果及び／又は抗酸化効果を有する成分として、ヒアルロン酸、アスタキサンチン、トコフェロール、トロロックス、コエンザイムＱ１０等の化粧水中に含まれる有効成分を挙げることができる。
【００４２】
本発明における多孔質炭素材料は、粒径が７５μｍ以上であると規定されているが、係る規定は、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１：２００６ 「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に基づく。即ち、公称目開き７５μｍの金網（所謂２００メッシュの金網）を使用して試験を行い、この金網を通過しない多孔質炭素材料が９０質量％以上であるとき、粒径が７５μｍ以上であると規定する。また、以下の説明において、このような多孔質炭素材料を、『２００メッシュオン品』と呼び、２００メッシュの金網を通過した多孔質炭素材料を、『２００メッシュパス品』と呼ぶ。粒径測定に際しては、本発明における多孔質炭素材料が使用されている状態、即ち、１次粒子、及び、１次粒子が複数集合した２次粒子を含めての測定とする。
【００４３】
また、水銀圧入法による細孔の測定は、ＪＩＳ Ｒ１６５５：２００３「ファインセラミックスの水銀圧入法による成形体気孔径分布試験方法」に準拠する。具体的には、水銀ポロシメーター（ＰＡＳＣＡＬ４４０：Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ社製）を用いて、水銀圧入法測定を行った。細孔測定領域を１５μｍ〜２ｎｍとした。
【００４４】
本発明の汚染物質除去剤は、例えば、水の浄化あるいは空気の浄化、広くは流体の浄化のために用いることができる。あるいは又、本発明の汚染物質除去剤は、例えば、有害物質や老廃物を除去することを目的とした除去剤として用いることができる。本発明の汚染物質除去剤の使用形態として、シート状での使用、カラムやカートリッジに充填された状態での使用、透水性を有する袋に納められた状態での使用、バインダー（結着剤）等を用いて所望の形状に賦形した状態での使用、粉状での使用を例示することができる。溶液中に分散させた汚染物質除去剤として用いる場合、表面を親水処理又は疎水処理して使用することができる。本発明の炭素／ポリマー複合体や汚染物質除去シート部材から、例えば、空気浄化装置のフィルター、マスク、防護手袋や防護靴を構成することができる。
【００４５】
以上の好ましい形態を含む本発明の汚染物質除去シート部材において、支持部材として織布や不織布を挙げることができ、支持部材を構成する材料として、セルロースやポリプロピレン、ポリエステルを挙げることができる。そして、汚染物質除去シート部材の形態として、本発明における多孔質炭素材料が支持部材と支持部材との間に挟まれた形態、多孔質炭素材料が支持部材に練り込まれた形態を挙げることができる。あるいは又、汚染物質除去シート部材の形態として、本発明の炭素／ポリマー複合体が支持部材と支持部材との間に挟まれた形態、本発明の炭素／ポリマー複合体が支持部材に練り込まれた形態を挙げることができる。炭素／ポリマー複合体を構成するバインダーとして、例えば、カルボキシニトロセルロースを挙げることができる。
【００４６】
上記の好ましい形態を含む本発明の濾材を組み込むのに適した浄化装置、具体的には、浄水器（以下、『本発明における浄水器』と呼ぶ場合がある）にあっては、濾過膜（例えば、０．４μｍ〜０．０１μｍの穴の開いた中空糸膜や平膜）を更に有する構成（本発明の濾材と濾過膜の併用）とすることができるし、逆浸透膜（ＲＯ）を更に有する構成（本発明の濾材と逆浸透膜の併用）とすることができるし、セラミックス製の濾材（微細な穴を有するセラミックス製の濾材）を更に有する構成（本発明の濾材とセラミックス製の濾材の併用）とすることができるし、イオン交換樹脂を更に有する構成（本発明の濾材とイオン交換樹脂の併用）とすることもできる。尚、一般に、逆浸透膜（ＲＯ）を通過した濾過水にはミネラル成分が殆ど含まれないが、逆浸透膜（ＲＯ）を通過させた後、本発明の濾材を通過させることで、濾過水にミネラル成分を含ませることができる。
【００４７】
本発明における浄水器の種類として、連続式浄水器、回分式浄水器、逆浸透膜浄水器を挙げることができるし、あるいは又、水道の蛇口の先端部に浄水器本体を直接取り付ける蛇口直結型、据え置き型（トップシンク型あるいは卓上型とも呼ばれる）、水栓に浄水器が組み込まれた水栓一体化型、キッチンのシンク内に設置するアンダーシンク型（ビルトイン型）、ポットや水差し等の容器内に浄水器を組み込んだポット型（ピッチャー型）、水道メーター以降の水道配管に直接取り付けるセントラル型、携帯型、ストロー型を挙げることができる。本発明における浄水器の構成、構造は、従来の浄水器と同じ構成、構造とすることができる。本発明における浄水器において、本発明の濾材（多孔質炭素材料）は、例えば、カートリッジに納めて使用することができ、カートリッジには水流入部及び水排出部を設ければよい。本発明における浄水器において浄化の対象とすべき「水」は、ＪＩＳ Ｓ３２０１：２０１０「家庭用浄水器試験方法」の「３．用語及び定義」に規定された「水」に限定するものではない。
【００４８】
あるいは又、本発明の濾材を組み込むのに適した部材として、キャップあるいは蓋付き、ストロー部材付き、スプレー部材付きのボトル（所謂ペットボトル）やラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶等におけるキャップあるいは蓋を挙げることができる。ここで、キャップや蓋の内部に本発明の濾材を配し、ボトルやラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶等の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）を、キャップや蓋の内部に配された本発明の濾材を通過させて飲むことで、あるいは、使用することで、濾過水にミネラル成分を含ませることができる。あるいは又、透水性を有する袋の中に本発明の濾材を格納し、ボトル（所謂ペットボトル）やラミネート容器、プラスチック容器、ガラス容器、ガラス瓶、ポット水差し等の各種の容器内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）の中に、この袋を投入する形態を採用することもできる。
【００４９】
本発明における多孔質炭素材料の原料を、ケイ素（Ｓｉ）を含有する植物由来の材料とする場合、具体的には、限定するものではないが、多孔質炭素材料における強熱残分（残留灰分）の含有率は１５質量％以下であることが望ましい。また、次に述べる多孔質炭素材料前駆体あるいは炭素質物質における強熱残分（残留灰分）の含有率は２０質量％以上であることが望ましい。ここで、強熱残分（残留灰分）は、１２０゜Ｃで１２時間、乾燥させた試料を空気（ドライエアー）中で８００゜Ｃまで加熱したときに残される物質の質量％を指し、具体的には、熱重量測定法（ＴＧ）法に基づき測定することができる。
【００５０】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料は、例えば、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって得ることができる。このような多孔質炭素材料の製造方法（以下、単に、『多孔質炭素材料の製造方法』と呼ぶ場合がある）において、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化することにより得られた材料であって、酸又はアルカリでの処理を行う前の材料を、『多孔質炭素材料前駆体』あるいは『炭素質物質』と呼ぶ。
【００５１】
多孔質炭素材料の製造方法において、酸又はアルカリでの処理の後、賦活処理を施す工程を含めることができるし、賦活処理を施した後、酸又はアルカリでの処理を行ってもよい。また、このような好ましい形態を含む多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料を炭素化する前に、炭素化のための温度よりも低い温度（例えば、４００゜Ｃ〜７００゜Ｃ）にて、酸素を遮断した状態で植物由来の材料に加熱処理（予備炭素化処理）を施してもよい。これによって、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を抽出することが出来る結果、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。尚、酸素を遮断した状態は、例えば、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気とすることで、あるいは又、真空雰囲気とすることで、あるいは又、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とすることで達成することができる。また、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、場合によっては、植物由来の材料中に含まれるミネラル成分や水分を減少させるために、また、炭素化の過程での異臭の発生を防止するために、植物由来の材料を酸又はアルカリに浸漬してもよいし、アルコール（例えば、メチルアルコールやエチルアルコール、イソプロピルアルコール）に浸漬してもよい。尚、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、その後、予備炭素化処理を実行してもよい。不活性ガス中で加熱処理を施すことが好ましい材料として、例えば、木酢液（タールや軽質油分）を多く発生する植物を挙げることができる。また、アルコールによる前処理を施すことが好ましい材料として、例えば、ヨウ素や各種ミネラルを多く含む海藻類を挙げることができる。
【００５２】
多孔質炭素材料の製造方法にあっては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化するが、ここで、炭素化とは、一般に、有機物質（本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、植物由来の材料）を熱処理して炭素質物質に変換することを意味する（例えば、ＪＩＳ Ｍ０１０４−１９８４参照）。尚、炭素化のための雰囲気として、酸素を遮断した雰囲気を挙げることができ、具体的には、真空雰囲気、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とする雰囲気を挙げることができる。炭素化温度に至るまでの昇温速度として、限定するものではないが、係る雰囲気下、１゜Ｃ／分以上、好ましくは３゜Ｃ／分以上、より好ましくは５゜Ｃ／分以上を挙げることができる。また、炭素化時間の上限として、１０時間、好ましくは７時間、より好ましくは５時間を挙げることができるが、これに限定するものではない。炭素化時間の下限は、植物由来の材料が確実に炭素化される時間とすればよい。また、植物由来の材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。植物由来の材料を予め洗浄してもよい。あるいは又、得られた多孔質炭素材料前駆体や多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。あるいは又、賦活処理後の多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。更には、最終的に得られた多孔質炭素材料に殺菌処理を施してもよい。炭素化のために使用する炉の形式、構成、構造に制限はなく、連続炉とすることもできるし、回分炉（バッチ炉）とすることもできる。
【００５３】
多孔質炭素材料の製造方法において、上述したとおり、賦活処理を施せば、孔径が２ｎｍよりも小さいマイクロ細孔（後述する）を増加させることができる。賦活処理の方法として、ガス賦活法、薬品賦活法を挙げることができる。ここで、ガス賦活法とは、賦活剤として酸素や水蒸気、炭酸ガス、空気等を用い、係るガス雰囲気下、７００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて、好ましくは７００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、より好ましくは８００゜Ｃ乃至９５０゜Ｃにて、数十分から数時間、多孔質炭素材料を加熱することにより、多孔質炭素材料中の揮発成分や炭素分子により微細構造を発達させる方法である。尚、より具体的には、加熱温度は、植物由来の材料の種類、ガスの種類や濃度等に基づき、適宜、選択すればよい。薬品賦活法とは、ガス賦活法で用いられる酸素や水蒸気の替わりに、塩化亜鉛、塩化鉄、リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸等を用いて賦活させ、塩酸で洗浄、アルカリ性水溶液でｐＨを調整し、乾燥させる方法である。
【００５４】
本発明における多孔質炭素材料の表面、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料の表面に対して、化学処理又は分子修飾を行ってもよい。化学処理として、例えば、硝酸処理により表面にカルボキシ基を生成させる処理を挙げることができる。また、水蒸気、酸素、アルカリ等による賦活処理と同様の処理を行うことにより、多孔質炭素材料の表面に水酸基、カルボキシ基、ケトン基、エステル基等、種々の官能基を生成させることもできる。更には、多孔質炭素材料と反応可能な水酸基、カルボキシ基、アミノ基等を有する化学種又は蛋白質とを化学反応させることでも、分子修飾が可能である。
【００５５】
多孔質炭素材料の製造方法にあっては、酸又はアルカリでの処理によって、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去する。ここで、ケイ素成分として、二酸化ケイ素や酸化ケイ素、酸化ケイ素塩といったケイ素酸化物を挙げることができる。このように、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去することで、高い比表面積を有する多孔質炭素材料を得ることができる。場合によっては、ドライエッチング法に基づき、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去してもよい。また、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸に浸漬することで、炭素化後の植物由来の材料中に含まれるミネラル成分を除去することが可能である。
【００５６】
本発明における多孔質炭素材料は、植物由来の材料を原料とすることができる。ここで、植物由来の材料として、米（稲）、大麦、小麦、ライ麦、稗（ヒエ）、粟（アワ）等の籾殻や藁、珈琲豆、茶葉（例えば、緑茶や紅茶等の葉）、サトウキビ類（より具体的には、サトウキビ類の絞り滓）、トウモロコシ類（より具体的には、トウモロコシ類の芯）、上述した果実の皮（例えば、ミカン等の柑橘類の皮やバナナの皮等）、あるいは又、葦、茎ワカメを挙げることができるが、これらに限定するものではなく、その他、例えば、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類、海草を挙げることができる。尚、これらの材料を、原料として、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、植物由来の材料の形状や形態も特に限定はなく、例えば、籾殻や藁そのものでもよいし、あるいは乾燥処理品でもよい。更には、ビールや洋酒等の飲食品加工において、発酵処理、焙煎処理、抽出処理等の種々の処理を施されたものを使用することもできる。特に、産業廃棄物の資源化を図るという観点から、脱穀等の加工後の藁や籾殻を使用することが好ましい。これらの加工後の藁や籾殻は、例えば、農業協同組合や酒類製造会社、食品会社、食品加工会社から、大量、且つ、容易に入手することができる。
【００５７】
本発明における多孔質炭素材料には、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）や、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）等の非金属元素や、遷移元素等の金属元素が含まれていてもよい。マグネシウム（Ｍｇ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カリウム（Ｋ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カルシウム（Ｃａ）の含有率として０．０５質量％以上３質量％以下、リン（Ｐ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、硫黄（Ｓ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下を挙げることができる。尚、これらの元素の含有率は、比表面積の値の増加といった観点からは、少ない方が好ましい。多孔質炭素材料には、上記した元素以外の元素を含んでいてもよく、上記した各種元素の含有率の範囲も、変更し得ることは云うまでもない。
【００５８】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料にあっては、各種元素の分析を、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（例えば、日本電子株式会社製のＪＥＤ−２２００Ｆ）を用い、エネルギー分散法（ＥＤＳ）により行うことができる。ここで、測定条件を、例えば、走査電圧１５ｋＶ、照射電流１０μＡとすればよい。
【００５９】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料は、細孔（ポア）を多く有している。細孔として、孔径が２ｎｍ乃至５０ｎｍの『メソ細孔』、孔径が２ｎｍよりも小さい『マイクロ細孔』、及び、孔径が５０ｎｍを超える『マクロ細孔』が含まれる。また、本発明における多孔質炭素材料にあっては、ＭＰ法による細孔の容積は、上述したとおり、０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。
【００６０】
本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料において、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値（以下、単に、『比表面積の値』と呼ぶ場合がある）は、より一層優れた機能性を得るために、好ましくは４×１０2ｍ2／グラム以上であることが望ましい。
【００６１】
窒素ＢＥＴ法とは、吸着剤（ここでは、多孔質炭素材料）に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより吸着等温線を測定し、測定したデータを式（１）で表されるＢＥＴ式に基づき解析する方法であり、この方法に基づき比表面積や細孔容積等を算出することができる。具体的には、窒素ＢＥＴ法により比表面積の値を算出する場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、吸着等温線を求める。そして、得られた吸着等温線から、式（１）あるいは式（１）を変形した式（１’）に基づき［ｐ／｛Ｖa（ｐ0−ｐ）｝］を算出し、平衡相対圧（ｐ／ｐ0）に対してプロットする。そして、このプロットを直線と見なし、最小二乗法に基づき、傾きｓ（＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖm）］）及び切片ｉ（＝［１／（Ｃ・Ｖm）］）を算出する。そして、求められた傾きｓ及び切片ｉから式（２−１）、式（２−２）に基づき、Ｖm及びＣを算出する。更には、Ｖmから、式（３）に基づき比表面積ａsBETを算出する（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６６頁参照）。尚、この窒素ＢＥＴ法は、ＪＩＳ Ｒ １６２６−１９９６「ファインセラミックス粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積の測定方法」に準じた測定方法である。
【００６２】
Ｖa＝（Ｖm・Ｃ・ｐ）／［（ｐ0−ｐ）｛１＋（Ｃ−１）（ｐ／ｐ0）｝］ （１）
［ｐ／｛Ｖa（ｐ0−ｐ）｝］
＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖm）］（ｐ／ｐ0）＋［１／（Ｃ・Ｖm）］ （１’）
Ｖm＝１／（ｓ＋ｉ） （２−１）
Ｃ ＝（ｓ／ｉ）＋１ （２−２）
ａsBET＝（Ｖm・Ｌ・σ）／２２４１４ （３）
【００６３】
但し、
Ｖa：吸着量
Ｖm：単分子層の吸着量
ｐ ：窒素の平衡時の圧力
ｐ0：窒素の飽和蒸気圧
Ｌ ：アボガドロ数
σ ：窒素の吸着断面積
である。
【００６４】
窒素ＢＥＴ法により細孔容積Ｖpを算出する場合、例えば、求められた吸着等温線の吸着データを直線補間し、細孔容積算出相対圧で設定した相対圧での吸着量Ｖを求める。この吸着量Ｖから式（４）に基づき細孔容積Ｖpを算出することができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６５頁参照）。尚、窒素ＢＥＴ法に基づく細孔容積を、以下、単に『細孔容積』と呼ぶ場合がある。
【００６５】
Ｖp＝（Ｖ／２２４１４）×（Ｍg／ρg） （４）
【００６６】
但し、
Ｖ ：相対圧での吸着量
Ｍg：窒素の分子量
ρg：窒素の密度
である。
【００６７】
メソ細孔の孔径は、例えば、ＢＪＨ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＢＪＨ法は、細孔分布解析法として広く用いられている方法である。ＢＪＨ法に基づき細孔分布解析をする場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、脱着等温線を求める。そして、求められた脱着等温線に基づき、細孔が吸着分子（例えば窒素）によって満たされた状態から吸着分子が段階的に着脱する際の吸着層の厚さ、及び、その際に生じた孔の内径（コア半径の２倍）を求め、式（５）に基づき細孔半径ｒpを算出し、式（６）に基づき細孔容積を算出する。そして、細孔半径及び細孔容積から細孔径（２ｒp）に対する細孔容積変化率（ｄＶp／ｄｒp）をプロットすることにより細孔分布曲線が得られる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第８５頁〜第８８頁参照）。
【００６８】
ｒp＝ｔ＋ｒk （５）
Ｖpn＝Ｒn・ｄＶn−Ｒn・ｄｔn・ｃ・ΣＡpj （６）
但し、
Ｒn＝ｒpn2／（ｒkn−１＋ｄｔn）2 （７）
【００６９】
ここで、
ｒp：細孔半径
ｒk：細孔半径ｒpの細孔の内壁にその圧力において厚さｔの吸着層が吸着した場合のコア半径（内径／２）
Ｖpn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔容積
ｄＶn：そのときの変化量
ｄｔn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの吸着層の厚さｔnの変化量
ｒkn：その時のコア半径
ｃ：固定値
ｒpn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔半径
である。また、ΣＡpjは、ｊ＝１からｊ＝ｎ−１までの細孔の壁面の面積の積算値を表す。
【００７０】
マイクロ細孔の孔径は、例えば、ＭＰ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＭＰ法により細孔分布解析を行う場合、先ず、多孔質炭素材料に窒素を吸着させることにより、吸着等温線を求める。そして、この吸着等温線を吸着層の厚さｔに対する細孔容積に変換する（ｔプロットする）。そして、このプロットの曲率（吸着層の厚さｔの変化量に対する細孔容積の変化量）に基づき細孔分布曲線を得ることができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第７２頁〜第７３頁、第８２頁参照）。
【００７１】
ＪＩＳ Ｚ８８３１−２：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第２部：ガス吸着によるメソ細孔及びマクロ細孔の測定方法」、及び、ＪＩＳ Ｚ８８３１−３：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第３部：ガス吸着によるミクロ細孔の測定方法」に規定された非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）にあっては、解析ソフトウェアとして、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」に付属するソフトウェアを用いる。前提条件としてモデルをシリンダ形状としてカーボンブラック（ＣＢ）を仮定し、細孔分布パラメータの分布関数を「ｎｏ−ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ」とし、得られた分布データにはスムージングを１０回施す。
【００７２】
多孔質炭素材料前駆体を酸又はアルカリで処理するが、具体的な処理方法として、例えば、酸あるいはアルカリの水溶液に多孔質炭素材料前駆体を浸漬する方法や、多孔質炭素材料前駆体と酸又はアルカリとを気相で反応させる方法を挙げることができる。より具体的には、酸によって処理する場合、酸として、例えば、フッ化水素、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム等の酸性を示すフッ素化合物を挙げることができる。フッ素化合物を用いる場合、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分におけるケイ素元素に対してフッ素元素が４倍量となればよく、フッ素化合物水溶液の濃度は１０質量％以上であることが好ましい。フッ化水素酸によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、二酸化ケイ素は、化学式（Ａ）又は化学式（Ｂ）に示すようにフッ化水素酸と反応し、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6）あるいは四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。酸によって処理する場合、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸で処理することで、多孔質炭素材料前駆体中に含まれるミネラル成分を除去することが可能である。
【００７３】
ＳｉＯ2＋６ＨＦ → Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏ （Ａ）
ＳｉＯ2＋４ＨＦ → ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ （Ｂ）
【００７４】
また、アルカリ（塩基）によって処理する場合、アルカリとして、例えば、水酸化ナトリウムを挙げることができる。アルカリの水溶液を用いる場合、水溶液のｐＨは１１以上であればよい。水酸化ナトリウム水溶液によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、水酸化ナトリウム水溶液を熱することにより、二酸化ケイ素は、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。また、水酸化ナトリウムを気相で反応させて処理する場合、水酸化ナトリウムの固体を熱することにより、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。
【００７５】
ＳｉＯ2＋２ＮａＯＨ → Ｎａ2ＳｉＯ3＋Ｈ2Ｏ （Ｃ）
【００７６】
あるいは又、本発明における多孔質炭素材料、あるいは、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材を構成する多孔質炭素材料として、例えば、特開２０１０−１０６００７に開示された空孔が３次元的規則性を有する多孔質炭素材料（所謂、逆オパール構造を有する多孔質炭素材料）、具体的には、１×１０-9ｍ乃至１×１０-5ｍの平均直径を有する３次元的に配列された球状の空孔を備え、表面積が３×１０2ｍ2／グラム以上の多孔質炭素材料、好ましくは、巨視的に、結晶構造に相当する配置状態にて空孔が配列されており、あるいは又、巨視的に、面心立方構造における（１１１）面配向に相当する配置状態にて、その表面に空孔が配列されている多孔質炭素材料を用いることもできる。
【実施例１】
【００７７】
実施例１は、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去剤、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る炭素／ポリマー複合体、本発明の第１の態様〜第４の態様に係る汚染物質除去シート部材及び本発明の第１の態様〜第４の態様に係る濾材に関する。
【００７８】
実施例１の汚染物質除去剤あるいは濾材は、本発明の第１の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．４ｃｍ3／グラム以上、より好ましくは０．５ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。また、本発明の第２の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法，Non Localized Density Functional Theory 法）によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（便宜上、『容積Ａ』と呼ぶ）が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。更には、本発明の第３の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。また、本発明の第４の態様に係る汚染物質除去剤あるいは濾材に則って表現すると、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る。
【００７９】
尚、ＢＪＨ法による細孔（メソ細孔）、ＭＰ法による細孔（マイクロ細孔）、及び、水銀圧入法による細孔は、少なくとも、ケイ素を含有する植物由来の材料からのケイ素の除去によって得られる。多孔質炭素材料の水銀圧入法による細孔の容積は２．０ｃｍ3／グラム以上であることがより好ましく、ＭＰ法による細孔の容積は０．１ｃｍ3／グラム以上であることが好ましい。また、多孔質炭素材料の嵩密度は、０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3であることが好ましい。
【００８０】
実施例１にあっては、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を米（稲）の籾殻とした。そして、実施例１における多孔質炭素材料は、原料としての籾殻を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得られる。以下、実施例１における多孔質炭素材料の製造方法を説明する。
【００８１】
実施例１における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例１の多孔質炭素材料を得ることができた。そして、実施例１の多孔質炭素材料を粉砕し、篩にかけ、６０メッシュパス・２００メッシュオンの部分を採取することで、実施例１Ａを得ることができた。
【００８２】
市販の浄水器に使用されている濾材を、篩にかけることで、６０メッシュパス・２００メッシュオンの部分を採取し、比較例１Ａ及び比較例１Ｂとした。尚、比較例１Ａにおける濾材はシリカから成り、比較例１Ｂにおける濾材は竹炭から成る。
【００８３】
比表面積及び細孔容積を求めるための測定機器として、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ（日本ベル株式会社製）を用い、窒素吸脱着試験を行った。測定条件として、測定平衡相対圧（ｐ／ｐ0）を０．０１〜０．９９とした。そして、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアに基づき、比表面積及び細孔容積を算出した。また、メソ細孔及びマイクロ細孔の細孔径分布は、上述した測定機器を用いた窒素吸脱着試験を行い、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアによりＢＪＨ法及びＭＰ法に基づき算出した。更には、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく測定にあっては、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」を使用した。尚、測定に際しては、試料の前処理として、２００゜Ｃで３時間の乾燥を行った。
【００８４】
実施例１Ａ、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材について、比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。尚、表１中、「比表面積」は窒素ＢＥＴ法による比表面積の値を指し、単位はｍ2／グラムである。また、「ＭＰ法」、「ＢＪＨ法」は、ＭＰ法による細孔（マイクロ細孔）の容積測定結果、ＢＪＨ法による細孔（メソ細孔〜マクロ細孔）の容積測定結果を示し、単位はｃｍ3／グラムである。また、表１中、「全細孔容積」は、窒素ＢＥＴ法による全細孔容積の値を指し、単位はｃｍ3／グラムである。更には、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合（容積割合）を表２に示す。尚、比較例１ＡにおけるＢＪＨ法に基づく細孔容積測定結果、及び、ＮＬＤＦＴ法に基づく全細孔の容積総計（容積Ａ）測定結果が大きい値を示しているが、これは、比較例１Ａにおける濾材が、多孔質炭素材料から成るのではなく、シリカから成るためである。
【００８５】
吸着量測定のため、０．０３モル／リットルのメチレンブルー及び０．５ミリモル／リットルのブラック５の水溶液を調製し、各４０ミリリットルの水溶液に対して試料を１０ミリグラム投入した。そして、ミックスローター（攪拌機）を用いて１００ｒｐｍで攪拌し、攪拌時間を、０．５分、１分、３分、５分、１５分、３０分、６０分、１８０分として攪拌後、濾過し、得られた濾液の吸光度変化を測定する試験法に基づき、攪拌時間と濾材１グラム当たりのメチレンブルー及びブラック５の吸着量との関係を、単位質量当たりの吸光度から得られた検量線の値から算出した。
【００８６】
その結果を図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、実施例１Ａの濾材のメチレンブルー及びブラック５の吸着量は、比較例１Ａ及び比較例１Ｂの濾材の吸着量よりも格段に大きく、これは、比較例では観察されない大容積のメソ細孔及びマクロ細孔の影響であると考えられる。尚、図１の縦軸は吸着量（単位：ミリグラム／グラム）であり、横軸は試験時間（濾材を試験液に浸漬した時間であり、単位は分）である。また、三角印は実施例１Ａのデータを示し、四角印は比較例１Ａのデータを示し、丸印は比較例１Ｂのデータを示す。
【００８７】
また、別の製造ロットにおける実施例１の濾材を、乳鉢を用いて人手で粉砕して、実施例１Ｂの濾材としたが、実施例１Ｂの濾材は、２００メッシュオン品であり、粒径は０．５０ｍｍ乃至０．８５ｍｍである。また、同時に得られた２００メッシュパス品の濾材を参考例１とした。比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。更には、市販の浄水器から活性炭を取り出し、これらの活性炭から粒径が０．５０ｍｍ乃至０．８５ｍｍのものを採取し、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄとして評価した。
【００８８】
更には、実施例１Ｂ、参考例１、比較例１Ｃ及び比較例１Ｄの試料を、それぞれ、２００ミリグラム、カートリッジに充填し、メチレンブルー水溶液を５０ミリリットル／分の流速でカートリッジに流し、カートリッジから流出した水のメチレンブルー濃度を測定した。その結果を図２に示す。尚、図２の縦軸はメチレンブルー吸着率（除去率）であり、参考例１の濾材の吸着量（除去率）を１００％として規格化した値である。また、横軸は、メチレンブルー水溶液の流量である。図２からも、実施例１Ｂ（四角印で示す）、参考例１（菱形印で示す）の濾材のメチレンブルー吸着量は、比較例１Ｃ（三角印で示す）あるいは比較例１Ｄ（丸印で示す）と比較して、格段に高いことが判る。
【００８９】
実施例１の浄水器の断面図を図３に示す。実施例１の浄水器は、連続式浄水器であり、水道の蛇口の先端部に浄水器本体を直接取り付ける蛇口直結型の浄水器である。実施例１の浄水器は、浄水器本体１０、浄水器本体１０の内部に配置され、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料１１が充填された第１充填部１２、綿１３が充填された第２充填部１４を備えている。水道の蛇口から排出された水道水は、浄水器本体１０に設けられた流入口１５から、多孔質炭素材料１１、綿１３を通過して、浄水器本体１０に設けられた流出口１６から排出される。
【００９０】
実施例１の汚染物質除去シート部材の断面構造を示す模式的な図を図４に示す。実施例１の汚染物質除去シート部材は、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料、及び、支持部材を備えている。具体的には、実施例１の汚染物質除去シート部材は、セルロースから成る支持部材（不織布２）と支持部材（不織布２）との間に、シート状にした多孔質炭素材料、即ち、炭素／ポリマー複合体１が挟み込まれた構造を有する。炭素／ポリマー複合体１は、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料、及び、バインダーから成り、バインダーは、例えば、カルボキシニトロセルロースから成る。尚、汚染物質除去シート部材を、実施例１Ａあるいは実施例１Ｂ、参考例１の多孔質炭素材料が支持部材に塗布され、あるいは又、実施例１の多孔質炭素材料が支持部材に練り込まれた形態とすることもできる。
【実施例２】
【００９１】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、塩素の除去率に関する評価試験を行った。
【００９２】
実施例２における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸又はアルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（３．５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例２の多孔質炭素材料を得ることができた。
【００９３】
実施例２における濾材の比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。実施例２の濾材を粉砕して粒度調整を行い、２００メッシュオン品とした。尚、２種類の粒度分布を有する実施例２Ａ及び実施例２Ｂの試料を調製した。篩を用いた粒度分布測定結果を表３に示す。更には、市販の浄水器から活性炭を取り出し、これらの活性炭を、比較例２Ａ、比較例２Ｂ及び比較例２Ｃとして評価した。また、同じ容積（２．０ｃｍ3）の第１充填部１２に各試料を充填したときの質量（単位：グラム）を表１に示すが、第１充填部１２に各試料を充填したときの充填割合を『充填率』と呼ぶ場合がある。更には、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を、表２に示す。また、水銀圧入法の測定結果を、以下に示す。更には、１２０゜Ｃで１２時間、乾燥させた試料を、熱重量測定法（ＴＧ）法に基づき、ドライエアー３００ミリリットル／分で８００゜Ｃまで加熱したときに残された強熱残分（残留灰分）の測定結果を以下に示す。尚、実施例１、実施例７の多孔質炭素材料における強熱残分（残留灰分）の測定結果、酸処理を行う前の多孔質炭素材料前駆体における強熱残分（残留灰分）の測定結果も併せて示す。
【００９４】
［水銀圧入法の測定結果］
実施例２ ４．１２ｃｍ3／グラム
比較例２Ａ ０．２６ｃｍ3／グラム
比較例２Ｂ ０．３５ｃｍ3／グラム
比較例２Ｃ ０．２４ｃｍ3／グラム
【００９５】
［強熱残分］
実施例１ ５．８３％
実施例２ ３．４９％
実施例７ ７．２９％
多孔質炭素材料前駆体 ４３．２７％
【００９６】
試験においては、内径７．０ｍｍのガラス管を容積２ミリリットルの各試料で充填し、２．０ミリグラム／リットルの濃度の塩素水を４００ミリリットル／分の流速でガラス管内を流した。そして、
ＤＰＤ吸光光度法に基づく除去率（％）
＝（原水測定値−通過水測定値）／原水測定値×１００
といった方法に基づき得られた塩素の除去率測定結果を図５に示す。尚、４００ミリリットル／分の流量を空間速度（ＳＶ）に換算すると以下のとおりである。
【００９７】
ＳＶ＝４００×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3 ＝１２０００時-1
【００９８】
図５から、実施例２Ａ及び実施例２Ｂの多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、比較例２Ｃと比較して、格段に高い塩素除去率を有している。
【実施例３】
【００９９】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３にあっては、塩素の除去率、１，１，１−トリクロロエタンの除去率、２−クロロ−４，６ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン（ＣＡＴ）の除去率に関する評価試験を行った。除去率は、ガスクロマトグラフ分析法により、以下の式から算出した。実施例３の濾材を構成する多孔質炭素材料として、実施例２Ａの多孔質炭素材料（２００メッシュオン品）を使用した。尚、比較例３として、比較例２Ｃと同じ濾材を使用した。
除去率（％）＝（原水測定値−通過水測定値）／原水測定値×１００
【０１００】
実施例３及び比較例３の濾材を用いて、内径１０．０ｍｍのガラス管を容積１０ミリリットルの各試料で充填し、２．０ミリグラム／リットルの濃度の塩素水、０．３ミリグラム／リットルの濃度の１，１，１−トリクロロエタン水溶液、０．００３ミリグラム／リットルの濃度のＣＡＴ水溶液を４００ミリリットル／分の流速でガラス管内を流した。塩素、１，１，１−トリクロロエタン、ＣＡＴの除去率を図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）から、実施例３の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例３と比較して、格段に高い除去率を有していることが判った。尚、４００ミリリットル／分の流量を空間速度（ＳＶ）に換算すると以下のとおりである。
【０１０１】
ＳＶ＝４００×６０（ミリリットル／時）／１０ｃｍ3 ＝２４００時-1
【実施例４】
【０１０２】
富栄養化した湖沼や池では、夏期を中心に、藍藻類（ミクロキスティス等）が異常増殖して、水の表面が緑色の粉をふいたような厚い層が形成されることがあり、これはアオコと呼ばれている。この藍藻類は人体に有害な毒素を発生することが知られているが、多くの毒素の中でミクロシスチンＬＲという毒素が特に警戒されている。ミクロシスチンＬＲが生体内に入ると肝臓が大きな損傷を受け、その毒性はマウスによる実験でも報告されている。ミクロシスチンＬＲを出す有毒アオコは、オーストラリアやヨーロッパ、アメリカの湖、アジア各地で発生している。被害の大きい中国の湖では、一年中、大発生したアオコが消えることはない。そして、湖水は飲料水や農業用水に利用されているため、湖沼において藍藻類が生み出す毒素が人間の飲料水の確保において問題になっており、その解決が強く望まれている。
【０１０３】
実施例４においては、ミクロシスチンＬＲ（数平均分子量：９９４）の吸着を評価した。実施例４の濾材を構成する多孔質炭素材料を、実施例１にて説明した方法と概ね同様の方法で得た。具体的には、実施例４においては、賦活処理を、９００゜Ｃで水蒸気気流中（２．５リットル／分）にて３時間加熱させる処理とした。この点を除き、実施例１にて説明した方法と同様の方法で得た。実施例４における濾材の比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１に示す結果が得られた。また、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を表２に示す。尚、実施例４における濾材は６０メッシュパス・２００メッシュオン品である。また、比較例４として、和光純薬工業株式会社製の粒状活性炭（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を使用した。
【０１０４】
実施例４及び比較例４の濾材を用いて、紫外・可視分光光度計を用いた比色法にて反応前後の溶液のミクロシスチン濃度を求め、除去率を算出した。その結果を図７に示すが、実施例４の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例４と比較して、格段に高い除去率を有していることが判った。
【実施例５】
【０１０５】
実施例５においては、粒径依存性の評価を行った。実施例５の濾材を構成する多孔質炭素材料として、実施例１における多孔質炭素材料（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を用いた。また、実施例１における多孔質炭素材料ではあるが、２００メッシュパス品を参考例５とした。更には、比較例５Ａとして、比較例４の粒状活性炭（６０メッシュパス・２００メッシュオン品）を使用し、比較例５Ｂとして、比較例４の粒状活性炭を粉砕した２００メッシュパス品を使用した。
【０１０６】
実施例５、参考例５、比較例５Ａ及び比較例５Ｂの濾材を試料として用いて、５０ミリリットルのスクリュー管に１０ミリグラムの試料及び５０ミリリットルのインドール溶液（３×１０-4モル／リットル）を入れ、１時間後のインドール吸着量を定量する方法に基づき、粒径依存性を評価した。その結果を図８に示すが、実施例５、参考例５の多孔質炭素材料から成る濾材は、比較例５Ａ、比較例５Ｂと比較して、粒径依存性の無いことが判った。
【実施例６】
【０１０７】
従来のヤシガラや石油ピッチを原料とした活性炭は、浄水用等のフィルター部材を始め、機能性食品、化粧品等に用いられているが、これらの活性炭はミネラル含有量が少なく、水等へのミネラルの放出量を調整する目的には適していない。
【０１０８】
実施例６は、本発明の第５の態様〜第８の態様に係る濾材に関する。実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。あるいは又、実施例６の濾材は、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る。
【０１０９】
実施例６において、多孔質炭素材料は、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料としている。このような植物原料を用いることで、濾材として用いたとき、多孔質炭素材料から濾過水にミネラル成分が多く溶出する結果、水の硬度の制御を行うことができる。そして、この場合、硬度０．１以下の水（試験用水）５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる。
【０１１０】
より具体的には、実施例６にあっては、ミカンの皮（実施例６Ａ）、オレンジの皮（実施例６Ｂ）、グレープフルーツの皮（実施例６Ｃ）といった柑橘類の皮、バナナの皮（実施例６Ｄ）を原料として用いた。また、 比較例６としてクラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷを使用した。
【０１１１】
実施例６の濾材を構成する多孔質炭素材料の製造にあっては、上記の各種植物原料を１２０゜Ｃにて２４時間乾燥処理した。その後、５００゜Ｃの窒素気流中にて３時間、予備炭素化処理を施した。次いで、８００゜Ｃにて１時間焼成処理した後、室温まで冷却し、乳鉢を用いて粉砕処理した。こうして得られた試料（炭素質物質、多孔質炭素材料前駆体）を、便宜上、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料と呼ぶ。その後、各試料を濃塩酸に２４時間浸漬させて後に、洗浄液が中性になるまで洗浄することで、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の試料を得た。次に、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の試料を、９００゜Ｃ、水蒸気気流中で１時間、賦活処理することによって、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの多孔質炭素材料から成る濾材を得ることができた。
【０１１２】
実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料、並びに、比較例６の試料の組成分析結果を以下の表４に示す。また、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料、並びに、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の多孔質炭素材料のＸ線回折結果を図９の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。尚、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材は、全て、２００メッシュパス品とした。また、比表面積及び細孔容積を測定したところ、表１及び図１０の（Ａ）、（Ｂ）に示す結果が得られた。また、ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める容積割合を、表２に示す。更には、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの濾材、並びに、比較例６の非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布の測定結果を示すグラフを図１１に示す。
【０１１３】
表４より、実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料は、比較例６の試料と比べて、多くのミネラル成分が含有されていることが判った。また、Ｘ線回折結果から、実施例６ａ’、実施例６ｂ’、実施例６ｃ’及び実施例６ｄ’の濾材からは、実施例６ａ、実施例６ｂ、実施例６ｃ及び実施例６ｄの試料に見られたミネラル成分由来の結晶性ピークは観測されなかった。このことから、ミネラル分は、濃塩酸による酸処理によって、部分的に、一旦は除去されるが、賦活処理によって濾材内部のミネラル分が再び顕在化すると考えられる。
【０１１４】
実施例６Ａ、実施例６Ｂ、実施例６Ｃ及び実施例６Ｄの試料、並びに、比較例６の試料を用いて、各試料を純水である試験用水（硬度：＜０．０６６）へ１グラム／５０ミリリットルの割合で添加し、６時間撹拌した後、濾過し、濾液中に含まれる各種ミネラル量をＩＣＰ−ＡＥＳにより定量した。表５に各試料から得られた濾液中のミネラル量及び濾液の硬度を示す。尚、硬度（ミリグラム／リットル）は、
カルシウム濃度（ミリグラム／リットル）×２．５
＋マグネシウム濃度（ミリグラム／リットル）×４．１
として算出した。参考までに世界保健機関（ＷＨＯ）の基準（軟水：０以上、６０未満、中程度の軟水（中硬水）：６０以上、１２０未満、硬水：１２０以上、１８０未満、非常な硬水：１８０以上）に従った水の分類も示した。
【０１１５】
表５より、実施例６の各試料にあっては、比較例６よりも高いミネラル溶出特性が確認でき、濾液の硬度の調整に実施例６の多孔質炭素材料から成る濾材が適していることが示された。また、用いる植物原料によって、得られる濾液の硬度を軟水〜中硬水〜硬水〜非常な硬水と調整できることが判った。
【０１１６】
［表１］
比表面積 全細孔容積 ＭＰ法 ＢＪＨ法 質量
実施例１Ａ １７５３ １．６５ ０．６６ １．１９
実施例１Ｂ ２０５６ １．８３ ０．７３ １．３７
参考例１ １８０４ １．６４ ０．６７ １．２７
比較例１Ａ １０１５ １．０４ ０．８０ １．１２
比較例１Ｂ ３７５ ０．２１ ０．１６ ０．０７
比較例１Ｃ ８４８ ０．４３ ０．４０ ０．０８
比較例１Ｄ １１０９ ０．６２ ０．４９ ０．２１
実施例２ １６１２ １．５１ ０．５１ １．１３ ０．１６
比較例２Ａ １０９９ ０．５７ ０．５０ ０．１４ １．００
比較例２Ｂ ９０８ ０．４８ ０．４２ ０．１２ ０．８５
比較例２Ｃ １０９０ ０．５４ ０．５０ ０．１８ １．００
実施例４ １３２１ １．１３ ０．７０ ０．５６
実施例６Ａ ８０２ ０．４３４ ０．４０ ０．１５
実施例６Ｂ ３７２ ０．２２３ ０．２０ ０．０９６
実施例６Ｃ ６０５ ０．４０２ ０．３３ ０．２１
実施例６Ｄ ８４３ ０．３９６ ０．３３ ０．０８０
比較例６ ９２９ ０．４１４ ０．４０ ０．０６１
【０１１７】
［表２］
容積割合 全細孔の容積総計（容積Ａ）
実施例１Ａ ０．５３５４ ２．０１６８ｃｍ3／グラム
実施例１Ｂ ０．４８２０ ２．２３８９ｃｍ3／グラム
参考例１ ０．４７７４ ２．０５９５ｃｍ3／グラム
比較例１Ａ ０．２７５５ １．８９９３ｃｍ3／グラム
比較例１Ｂ ０．０９５１ ０．３２２８ｃｍ3／グラム
比較例１Ｃ ０．０５２６ ０．７１０５ｃｍ3／グラム
比較例１Ｄ ０．１１２５ ０．８４２７ｃｍ3／グラム
実施例２ ０．５０３６ １．８９３４ｃｍ3／グラム
比較例２Ａ ０．１１７０ ０．８８３６ｃｍ3／グラム
比較例２Ｂ ０．０８１８ ０．７８６９ｃｍ3／グラム
比較例２Ｃ ０．０３００ ０．８７６５ｃｍ3／グラム
実施例４ ０．４６６１ １．４３９６ｃｍ3／グラム
比較例４ ０．１３４０ ０．７５５７ｃｍ3／グラム
実施例６Ａ ０．４００６ ０．５５６７ｃｍ3／グラム
実施例６Ｂ ０．０５５３ ０．３０３８ｃｍ3／グラム
実施例６Ｃ ０．１５６６ ０．７１７１ｃｍ3／グラム
実施例６Ｄ ０．２５９７ ０．５０４４ｃｍ3／グラム
比較例６ ０．０２１６ ０．６９３５ｃｍ3／グラム
【０１１８】
［表３］
【０１１９】
［表４］
【０１２０】
［表５］
【実施例７】
【０１２１】
実施例７は、本開示の第９の態様〜第１５の態様に係る濾材に関する。実施例７にあっては、水環境中に多量に排出されている合成洗剤成分のドデシルベンゼンスルホン酸塩（具体的には、直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）、大量に使用されている農薬の殺菌剤クロロタロニル（ＴＰＮ，Ｃ8Ｃｌ4Ｎ）と殺虫剤ジクロロボス（ＤＤＶＰ，Ｃ4Ｈ7Ｃｌ2Ｏ4Ｐ）、水道管等から溶出する可溶性鉛、水道水中の典型的な汚染物質である遊離残留塩素、塩素消毒で副生する多様な有機ハロゲン化合物類（フミン質から生じた有機ハロゲン化合物を含む）の除去を目的としている。
【０１２２】
実施例７にあっては、以下の方法で多孔質炭素材料を製造した。また、比較例７として、クラレコールＧＷを使用した。
【０１２３】
実施例７における多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、アルカリで処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、不活性ガス中で加熱処理（予備炭素化処理）を施す。具体的には、籾殻を、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得た。尚、このような処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で８００゜Ｃまで昇温させた。そして、８００゜Ｃで１時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却した。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続けた。次に、この多孔質炭素材料前駆体を８０゜Ｃ、１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に一晩浸漬することでアルカリ処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄した。次いで、１２０°Ｃにて乾燥させた後、９００゜Ｃで水蒸気気流中（２．５リットル／分）にて３時間加熱させることで賦活処理を行うことで、実施例７の多孔質炭素材料を得ることができた。
【０１２４】
実施例７及び比較例７の試料の粒度分布測定結果を表３に示す。また、実施例７及び比較例７の試料の比表面積及び細孔容積の測定結果を以下の表６及び表７に示す。表６及び表７の測定項目、単位は表１及び表２と同じである。更には、水銀圧入法の測定結果を表８に示す。
【０１２５】
［表６］
比表面積 全細孔容積 ＭＰ法 ＢＪＨ法 質量
実施例７ １２８０ ０．９３ ０．４４ ０．５２ ０．３０
比較例７ ８２０ ０．４１ ０．３９ ０．０８ １．１５
【０１２６】
［表７］
容積割合 全細孔の容積総計（容積Ａ）
実施例７ ０．３７２３ １．２５３４ｃｍ3／グラム
比較例７ ０．０２１９ ０．６９３５ｃｍ3／グラム
【０１２７】
［表８］
実施例７ １．９４ｃｍ3／グラム
比較例７ ０．２６ｃｍ3／グラム
【０１２８】
実施例７及び比較例７の試料２ｃｍ3をサンプリングし、ステンレスネット付きカラムに格納した。そして、水１リットル当たり、
（Ａ）ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ミリグラム
（Ｂ）クロロタロニル６．０マイクログラム
（Ｃ）ジクロロボス６．０マイクログラム
（Ｄ）溶解性鉛（具体的には酢酸鉛）６マイクログラム（鉛換算）
（Ｅ）遊離塩素として次亜塩素酸ナトリウム０．２ミリグラム（塩素換算）
（Ｆ）全有機ハロゲンとしてＴＯＸ濃度１３０±２０マイクログラム（塩素換算）
をそれぞれ溶解した溶液を調製し、流量４０ミリリットル／分にて、２ｃｍ3の各試料を通過させた。そして、通水前後の濃度を測定し、除去率を算出した。尚、流量４０ミリリットル／分は、以下の空間速度（ＳＶ）に対応する。
【０１２９】
また、水１リットル当たり、
（Ａ）ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９ミリグラム
（Ｂ）クロロタロニル６マイクログラム
（Ｅ）遊離塩素として次亜塩素酸ナトリウム２．０ミリグラム（塩素換算）
をそれぞれ溶解した溶液を調製し、流量２４０ミリリットル／分にて、２ｃｍ3の各試料を通過させた。そして、通水前後の濃度を測定し、除去率を算出した。尚、流量２４０ミリリットル／分は、以下の空間速度（ＳＶ）に対応する。
【０１３０】
流量４０ミリリットル／分：
ＳＶ＝４０×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3 ＝１２００時-1
流量２４０ミリリットル／分：
ＳＶ＝２４０×６０（ミリリットル／時）／２ｃｍ3＝７２００時-1
【０１３１】
そして、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの除去率測定をセル吸光度法に基づき行い、クロロタロニル及びジクロロボスの除去率測定を電子捕獲検出器付きガスクロマトグラフ（ＥＣＯ−ＧＣ）法に基づき行い、溶解性鉛の除去率測定を誘導結合プラズマ−質量分析（ＩＰＣ／ＭＳ）法に基づき行い、遊離塩素の除去率測定をセル吸光度法に基づき行い、全有機ハロゲンの除去率測定をイオンクロマトグラフ法に基づき行った。
【０１３２】
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）の除去率測定結果を図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、クロロタロニル（ＴＰＮ）の除去率測定結果を図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、ジクロロボス（ＤＤＶＰ）の除去率測定結果を図１４に示し、溶解性鉛の除去率測定結果を図１５に示し、遊離塩素の除去率測定結果を図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、全有機ハロゲンの除去率測定結果を図１７に示す。全てにおいて、実施例７の方が、比較例７よりも除去率が高いことが示された。
【０１３３】
即ち、実施例７の濾材にあっては、分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である。
【０１３４】
また、実施例７の濾材にあっては、ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である。
【０１３５】
また、実施例７の濾材にあっては、クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である。
【０１３６】
また、実施例７の濾材にあっては、ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である。
【０１３７】
また、実施例７の濾材にあっては、溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である。
【０１３８】
また、実施例７の濾材にあっては、遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である。
【０１３９】
また、実施例７の濾材にあっては、全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である。
【０１４０】
尚、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、充填率が比較例７の活性炭の約２７％しかないにも拘わらず、比較例７の活性炭より高い除去率が維持され、通水約５時間では１００％、通水約２７時間では５０％以上の除去率を示した。これに対して、比較例７の活性炭は、通水後、まもなく除去率が急速に低下している。これは、小さな細孔しか有さない比較例７の活性炭では、分子量の大きなＤＢＳの吸着速度が遅いためと考えられる。そして、試験の結果から、実施例７にあっては、実施例７の濾材を１５０ミリリットル含む据え置き型浄水器（以下、便宜上、『据え置き型浄水器−Ａ』と呼ぶ）を用いて、０．２ミリグラム／リットルのＤＢＳを含む水とした場合、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１８ヶ月、ＤＢＳを１００％除去できると推定された。また、ＳＶ＝７２００時-1でも、比較例７の活性炭より高い除去率が維持された。そして、０．２ミリグラム／リットルのＤＢＳを含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、実施例７の濾材を１５ミリリットル含む据え置き型浄水器（以下、便宜上、『据え置き型浄水器−Ｂ』と呼ぶ）を用いて、約４ヶ月、ＤＢＳを５０％以上除去できると推定された。
【０１４１】
また、クロロタロニル（ＴＰＮ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭よりＴＰＮの除去率が高く維持され、比較例７の活性炭の通水２０時間といった値の２．０５倍の約５０時間まで除去率８０％以上となっていた。これは、ＴＰＮの分子量が２６５．９と大きいため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭より有利になり、また、ＴＰＮは水に対する溶解度が小さいために吸着性が高いので、高い除去率が長時間維持されたものと考えられる。そして、試験の結果から、実施例７にあっては、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６．０マイクログラム／リットルのＴＰＮを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年、ＴＮＰを８０％以上除去できると推定された。一方、ＳＶ＝７２００時-1では、ＳＶ＝１２００時-1の場合より除去率が低いものの、６．０マイクログラム／リットルのＴＰＮを含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、据え置き型浄水器−Ｂを用いて、約７ヶ月、ＴＮＰを５０％以上除去できると推定された。
【０１４２】
また、ジクロロボス（ＤＤＶＰ）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭より除去率が高く維持され、通水約３２時間まで除去率８０％以上となっている。これは、ＤＤＶＰの分子量２２１とやや大きいため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭より有利になったと考えられる。尚、ＤＤＶＰは、水に対する溶解度が１０グラム／リットルと非常に大きいので、平衡吸着量が小さいため、通水約３２時間までは除去率８０％以上であったが、それ以降は除去率が低下し、通水約４３時間で除去率５０％となった。尚、通水約３２時間は、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６．０マイクログラム／リットルのＤＤＶＰを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約８ヶ月使用したことに相当し、通水約４３時間は、約１０ヶ月使用したことに相当する。
【０１４３】
また、溶解性鉛の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７の活性炭より高い除去率が維持され、通水約２２時間で除去率５０％以上であった。尚、比較例７の活性炭では、通水約８時間で除去率が５０％以下になってしまっている。このことは、実施例７の濾材には鉛を吸着しやすい活性点が多く存在することを示していると考えられる。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、６マイクログラム／リットル（鉛換算）の溶解性鉛を含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約５ヶ月間、鉛を５０％以上除去できると推定された。
【０１４４】
また、遊離塩素の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、比較例７より除去率が高く維持され、通水４８時間後も約８０％となっている。遊離塩素は濾材表面での還元反応によって除去されることから、実施例７の濾材は、粒内拡散速度が速いだけでなく、表面に遊離塩素を還元し易い活性点が多いと推定される。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、０．２ミリグラム／リットル（塩素換算）の遊離塩素を含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年間、遊離塩素を８０％以上除去できると推定された。一方、ＳＶ＝７２００時-1でも、通水４８時間後も約６０％の除去率となっている。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ｂを用いて、２．０ミリグラム／リットル（塩素換算）の遊離塩素を含む水を、１．８リットル／分の流速で、１日１５リットル、濾過すると仮定した場合、約１年間、遊離塩素を６０％以上除去できると推定された。
【０１４５】
また、全有機ハロゲン（フミン質から生じた有機ハロゲン化合物を含む）の除去率測定結果から、ＳＶ＝１２００時-1では、実施例７の濾材は、通水４８時間まで、比較例７の活性炭より除去率が高くなった。尚、ＴＯＸ成分の中には分子量の大きめな物質が含まれているため、吸着速度が速い実施例７の濾材の方が比較例７の活性炭よりも大きな除去率となると考えられる。そして、試験の結果から、据え置き型浄水器−Ａを用いて、ＴＯＸ濃度１３０マイクログラム（塩素換算）／リットルの全有機ハロゲンを含む水を、３．０リットル／分の流速で、１日２５リットル、濾過すると仮定した場合、約４ヶ月間、５０％以上除去できると推定された。
【実施例８】
【０１４６】
実施例８は、実施例１〜実施例７の変形である。実施例８にあっては、模式的な一部断面図を図１８の（Ａ）に示すように、実施例１〜実施例７において説明した濾材を、キャップ部材３０の付いたボトル（所謂ペットボトル）２０に組み込んだ。具体的には、キャップ部材３０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、フィルター３１，３２をキャップ部材３０の液体流入側及び液体排出側に配置した。そして、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１を、キャップ部材３０の内部に配された濾材４０を通過させて飲むことで、あるいは、使用することで、例えば、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。尚、キャップ部材３０は、通常、図示しない蓋を用いて閉じておく。
【０１４７】
あるいは又、模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示すように、透水性を有する袋５０の中に実施例１〜実施例７の濾材４０を格納し、ボトル２０内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１の中に、この袋５０を投入する形態を採用することもできる。尚、参照番号２２は、ボトル２０の口部を閉鎖するためのキャップである。あるいは又、模式的な断面図を図１９の（Ａ）に示すように、ストロー部材６０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、図示しないフィルターをストロー部材の液体流入側及び液体排出側に配置する。そして、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水）２１を、ストロー部材６０の内部に配された実施例１〜実施例７の濾材４０を通過させて飲むことで、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。あるいは又、一部を切り欠いた模式面を図１９の（Ｂ）に示すように、スプレー部材７０の内部に実施例１〜実施例７の濾材４０を配し、濾材４０が流出しないように、図示しないフィルターをスプレー部材７０の液体流入側及び液体排出側に配置する。そして、スプレー部材７０に設けられた押しボタン７１を押すことで、ボトル２０の内の液体あるいは水（飲料水や化粧水等）２１を、スプレー部材７０の内部に配された実施例１〜実施例７の濾材４０を通過させて、スプレー穴７２から噴霧することで、液体（水）の中のミネラル成分を増加させることができる。
【０１４８】
以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。濾材として、実施例１にて説明した濾材とセラミックス製の濾材（微細な穴を有するセラミックス製の濾材）とを組み合わせた浄水器、実施例１にて説明した濾材とイオン交換樹脂とを組み合わせた浄水器とすることもできる。また、本発明の濾材を構成する多孔質炭素材料を造粒して使用してもよい。
【０１４９】
実施例にあっては、多孔質炭素材料の原料として、籾殻を用いる場合について説明したが、他の植物を原料として用いてもよい。ここで、他の植物として、例えば、藁、葦あるいは茎ワカメ、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類及び海草等を挙げることができ、これらを、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。具体的には、例えば、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲の藁（例えば、鹿児島産；イセヒカリ）とし、多孔質炭素材料を、原料としての藁を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲科の葦とし、多孔質炭素材料を、原料としての稲科の葦を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。また、フッ化水素酸水溶液の代わりに、水酸化ナトリウム水溶液といったアルカリ（塩基）にて処理して得られた多孔質炭素材料においても、同様の結果が得られた。
【０１５０】
あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を茎ワカメ（岩手県三陸産）とし、多孔質炭素材料を、原料としての茎ワカメを炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理を施すことで得ることができる。具体的には、先ず、例えば、茎ワカメを５００゜Ｃ程度の温度で加熱し、炭化する。尚、加熱前に、例えば、原料となる茎ワカメをアルコールで処理してもよい。具体的な処理方法として、エチルアルコール等に浸漬する方法が挙げられ、これによって、原料に含まれる水分を減少させると共に、最終的に得られる多孔質炭素材料に含まれる炭素以外の他の元素や、ミネラル成分を溶出させることができる。また、このアルコールでの処理により、炭素化時のガスの発生を抑制することができる。より具体的には、茎ワカメをエチルアルコールに４８時間浸漬する。尚、エチルアルコール中では超音波処理を施すことが好ましい。次いで、この茎ワカメを、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得る。尚、このような処理（予備炭素化処理）を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で１０００゜Ｃまで昇温する。そして、１０００゜Ｃで５時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却する。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続ける。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄する。そして、最後に乾燥させることにより、多孔質炭素材料を得ることができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１・・・炭素／ポリマー複合体、２・・・不織布、１０・・・浄水器本体、１１・・・多孔質炭素材料、１２・・・第１充填部、１３・・・綿、１４・・・第２充填部、１５・・・流入口、１６・・・流出口、２０・・・ボトル、２１・・・液体あるいは水、２２・・・キャップ、３０・・・キャップ部材、３１，３２・・・フィルター、４０・・・濾材、５０・・・袋、６０・・・ストロー部材、７０・・・スプレー部材、７１・・・押しボタン、７２・・・スプレー穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項３】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項４】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項５】
多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の汚染物質除去剤。
【請求項６】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項７】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項８】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項９】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項１０】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１３】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１４】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１５】
多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3である請求項１４に記載の濾材。
【請求項１６】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１７】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１８】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１９】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２０】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２３】
硬度０．１以下の水５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる請求項１９乃至請求項２２のいずれか１項に記載の濾材。
【請求項２４】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である濾材。
【請求項２５】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である濾材。
【請求項２６】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である濾材。
【請求項２７】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である濾材。
【請求項２８】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である濾材。
【請求項２９】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である濾材。
【請求項３０】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である濾材。
【請求項１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項３】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項４】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る汚染物質除去剤。
【請求項５】
多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の汚染物質除去剤。
【請求項６】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項７】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項８】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項９】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、バインダーから成る、汚染物質を除去する炭素／ポリマー複合体。
【請求項１０】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１３】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料、及び、支持部材から成る、汚染物質除去シート部材。
【請求項１４】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．３ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１５】
多孔質炭素材料の嵩密度は０．１グラム／ｃｍ3乃至０．８グラム／ｃｍ3である請求項１４に記載の濾材。
【請求項１６】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１７】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．２以上であり、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１８】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上、粒径が７５μｍ以上である多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項１９】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２０】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた直径１×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍの細孔の容積の合計が０．１ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２１】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、非局在化密度汎関数法によって求められた細孔径分布において、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に少なくとも１つピークを有し、３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合が全細孔の容積総計の０．１以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２２】
窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１×１０2ｍ2／グラム以上、水銀圧入法による細孔の容積が１．０ｃｍ3／グラム以上であり、ナトリウム、マグネシウム、カリウム及びカルシウムから成る群から選択された少なくとも１種類の成分を含む植物を原料とした多孔質炭素材料から成る濾材。
【請求項２３】
硬度０．１以下の水５０ミリリットルに濾材を１グラム添加し、６時間、経過した後の硬度が５以上となる請求項１９乃至請求項２２のいずれか１項に記載の濾材。
【請求項２４】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
分子量１×１０2乃至１×１０5の物質を１マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において４８時間、連続して通液を行ったとき、該物質の除去率が８０％に達する迄の時間が、ヤシガラ活性炭を用いたときの該物質の除去率が８０％に達する迄の時間の２倍以上である濾材。
【請求項２５】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
ドデシルベンゼンスルホン酸塩を０．９ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ドデシルベンゼンスルホン酸塩の除去率は１０％以上である濾材。
【請求項２６】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
クロロタロニルを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、クロロタロニルの除去率は６０％以上である濾材。
【請求項２７】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
ジクロロボスを６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、ジクロロボスの除去率は６０％以上である濾材。
【請求項２８】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
溶解性鉛を６マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において２５時間、連続して通液を行ったとき、溶解性鉛の除去率は３０％以上である濾材。
【請求項２９】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
遊離塩素を０．２ミリグラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５０時間、連続して通液を行ったとき、遊離塩素の除去率は７０％以上である濾材。
【請求項３０】
請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の多孔質炭素材料から成り、
全有機ハロゲンを塩素換算で１３０マイクログラム／リットル含む水を、空間速度１２００時-1において５時間、連続して通液を行ったとき、全有機ハロゲンの除去率は４５％以上である濾材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１８】
【図１９】
【図５】
【図６】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
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【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１８】
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【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１７９５８９（Ｐ２０１２−１７９５８９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５０５８（Ｐ２０１２−１５０５８）
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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