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WO2019244905A1 - 活性炭 - Google Patents

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WO2019244905A1
WO2019244905A1 PCT/JP2019/024171 JP2019024171W WO2019244905A1 WO 2019244905 A1 WO2019244905 A1 WO 2019244905A1 JP 2019024171 W JP2019024171 W JP 2019024171W WO 2019244905 A1 WO2019244905 A1 WO 2019244905A1
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WO
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activated carbon
pore volume
pore
vanadium
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/024171
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English (en)
French (fr)
Inventor
中野　智康
弘和 清水
啓二 堺
Original Assignee
株式会社アドール
ユニチカ株式会社
大阪ガスケミカル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US17/253,163 priority patent/US12258284B2/en
Priority to JP2019563310A priority patent/JP6719709B2/ja
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    • C02F2307/06—Mounted on or being part of a faucet, shower handle or showerhead

Definitions

  • the present invention relates to activated carbon, and more particularly to activated carbon having an excellent trihalomethane filtration ability under a high superficial tower speed.
  • Activated carbon having an excellent filtering ability for organic halogen compounds has a pore volume ratio of 20 to 100 mm (2 nm to 10 nm) to a pore volume of 100 mm (10 nm) or less, for example, 5 to 50%.
  • an adsorbent containing porous carbon having a pore volume ratio of 45% or more with a pore diameter of 10 ° (1 nm) or less for example, see Patent Document 1).
  • the ratio of the volume of pores having a pore size of 20 to 100 ° to 5 to 50% with respect to the volume of pores having a pore size of 100 ° or less is achieved by increasing the ratio of relatively large pores and increasing the dynamic volume. This is to increase the attractive force.
  • the adsorbent since it is necessary to increase the equilibrium adsorption amount, which is the static adsorption force, it is necessary to set the effective pore volume ratio of the pore diameter of 10 mm or less to the static equilibrium adsorption amount to 45% or more. It has been disclosed. It is described that the adsorbent can achieve both a static adsorption force and a dynamic adsorption force by adopting such a configuration.
  • the mesopore volume in the range of pore diameter of 30 ° to less than 50 ° is 0.02 to 0.40 cc / g
  • Activated carbon in which the ratio of the mesopore volume in the above range to the pore volume is 5 to 45% is known (for example, see Patent Document 2).
  • the activated carbon by controlling the volume of the mesopores (pores having a diameter of 2 to 50 nm) and the proportion within the above range, a material suitable for adsorption of various substances to be adsorbed (particularly, trihalomethanes) can be obtained. It is said that you can.
  • water filters containing such activated carbon have been required to have a high total trihalomethane filtration capacity.
  • a water purification filter is required to have a large total amount of filtered water of total trihalomethane (amount of water required until the removal rate of total trihalomethane is reduced to 80%) in the "test for filtering volatile organic compounds" in JIS S3201. ing.
  • the longer the total filtered water amount the longer the usable period (replacement period) of the water purification filter.
  • the water purification filter when the water purification filter is for a faucet-integrated water purifier, the water purification filter needs to be downsized. As the water purification filter becomes smaller, the superficial velocity (SV) increases, and it becomes difficult to maintain a high total trihalomethane filtration capacity.
  • SV superficial velocity
  • the activated carbons disclosed in Patent Documents 1 and 2 increase the volume of pores having a pore diameter of 2 nm or more, so-called mesopores, thereby increasing the dynamic adsorption power and improving the adsorption capacity of total trihalomethane and the like. I have.
  • activated carbon disclosed in Patent Documents 1 and 2 where SV is evaluated in terms of 1000h -1, high superficial velocity (e.g., SV about 3000h -1) It has been found that there is a problem that the filtration ability of total trihalomethane cannot be sufficiently exhibited under the conditions described in (1).
  • the main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an activated carbon having a high total trihalomethane filtration ability and a method for producing the same even in water treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • Patent Documents 1 and 2 it has been studied to enlarge the mesopores for the purpose of increasing the dynamic adsorption force in order to increase the total trihalomethane adsorption capability. . And in the prior art, in order to promote the activation of the mesopores, the activation has been performed using steam, which is relatively easily activated, as an activation gas. Further, in the prior art, as disclosed in Patent Document 2, for the purpose of promoting the activation of mesopores, it has been considered to include a metal compound in the activated carbon precursor and to activate the activated carbon using steam as an activation gas. I was That is, in the prior art, the metal compound contained in the activated carbon precursor was used to develop mesopores.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that a vanadium compound was used as a metal compound to be contained in the activated carbon precursor, and the activated carbon precursor was activated by selecting CO 2 which reacts more slowly than water vapor as an activation gas.
  • the growth rate of the pores having a pore diameter of 1.0 nm or less is compared. Became significantly larger.
  • a vanadium compound was used as a metal compound to be contained in the activated carbon precursor as described above, and the activated carbon precursor was selected as CO 2 , which reacts more slowly than water vapor as an activation gas.
  • Activated carbon having a specific range of a pore volume having a pore diameter of 1.0 nm or less in the pore volume calculated by the QSDFT method requires that the mesopores be developed. In other words, it has been revealed that even in the water passage treatment at a high superficial velocity (SV), it has a high total trihalomethane filtration ability.
  • the present invention has been completed by further study based on these findings.
  • the present invention provides the following aspects of the invention.
  • Item 1 In the pore volume calculated by the QSDFT method, the pore volume A (cc / g) having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less is 0.300 cc / g or more, Activated carbon containing vanadium alone and / or a vanadium compound.
  • Item 2. Item 2. The activated carbon according to item 1, wherein a pore volume B (cc / g) having a pore diameter in a range of 1.5 nm or less is 0.38 cc / g or more in a pore volume calculated by the QSDFT method.
  • Item 3. Item 3.
  • Item 4. An activated carbon obtained by washing and removing at least a part of the vanadium simple substance and / or the vanadium compound contained in the activated carbon according to any one of items 1 to 3.
  • Item 5. Activated carbon obtained by a method including an activation step of activating an activated carbon precursor containing vanadium at 0.05 to 1.5% by mass in an atmosphere having a CO 2 concentration of 90% by volume or more at a temperature of 900 to 1000 ° C.
  • Item 6. Item 6.
  • the activated carbon according to item 5 comprising a step of washing and removing at least a part of vanadium simple substance and / or a vanadium compound contained in the activated carbon after the activation step.
  • Item 7. Item 7. The activated carbon according to any one of Items 1 to 6, having a total trihalomethane filtration capacity of 50 L / g or more.
  • Item 8. Item 8. The activated carbon according to any one of items 1 to 7, wherein the activated carbon is a fibrous activated carbon.
  • a water purification filter comprising the activated carbon according to any one of items 1 to 9.
  • Item 11. Item 11.
  • a water purification cartridge comprising the water purification filter according to item 10.
  • Item 12. Item 12.
  • a water purifier comprising the water purification cartridge according to item 11.
  • an activated carbon having a high total trihalomethane filtration ability even in a water passage treatment at a high superficial velocity (SV).
  • 4 is a graph illustrating the relationship between the activation time and the pore volume of pore diameters in a range of 1.0 nm or less when activated carbon precursor containing a vanadium compound is activated using CO 2 as an activation gas.
  • 3 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 1 calculated by the QSDFT method.
  • 4 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 2 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 3 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 4 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 5 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 6 calculated by the QSDFT method.
  • 11 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Example 7 calculated by the QSDFT method.
  • 5 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 1 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 2 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 3 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 4 calculated by the QSDFT method.
  • 11 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 5 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 6 calculated by the QSDFT method.
  • 9 is a graph showing the pore size distribution of the activated carbon of Comparative Example 7 calculated by the QSDFT method.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume A (cc / g) of a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.300 cc / g or more, among pore volumes calculated by the QSDFT method, and contains vanadium simple substance and And / or contains a vanadium compound.
  • the vanadium simple substance and / or the vanadium compound contained in the activated carbon of the present invention is derived from the vanadium compound contained in the activated carbon precursor before activation.
  • at least a portion of the vanadium simple substance and / or the vanadium compound contained in the activated carbon may be removed by washing.
  • the pore volume refers to a pore volume calculated by a QSDFT method (quenched solid density functional theory).
  • the QSDFT method is an analysis method capable of calculating the pore size distribution from about 0.5 nm to about 40 nm for the analysis of the pore size of microporous and mesoporous carbon that is irregular geometrically and chemically.
  • the QSDFT method is a method in which the accuracy of the pore diameter distribution analysis has been greatly improved because the influence of the roughness and unevenness of the pore surface is clearly considered.
  • measurement of a nitrogen adsorption isotherm is performed using “AUTOSORB-1-MP” manufactured by Quantachrome, and pore size distribution analysis is performed by a QSDFT method.
  • a specific pore size range is calculated by calculating a pore size distribution by applying N 2 at 77 K on carbon [slit pore, QSDFT equilibrium model] as a calculation model.
  • the pore volume can be calculated.
  • FIG. 1 is a graph illustrating the relationship between the activation time and the pore volume of pores in a range of 1.0 nm or less when activated carbon precursor containing a vanadium compound is activated using CO 2 as an activation gas.
  • the vanadium compound greatly affects the development of pores having a pore diameter of 1.0 nm or less. The fact that the behavior of the development of pores of 0 nm or less is completely different from that in the case where another metal compound is used is described.
  • the content of vanadium was 0.094% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor was charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m 3 ), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. was supplied at a flow rate of about 15 L / min (0 ° C. and 1 atm conversion). It was introduced into the activation furnace.
  • Activation was performed by heat treatment at 950 ° C. in an activation furnace for 15 minutes to obtain activated carbon under the condition 1-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.280 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 1-2 was obtained in the same manner as the condition 1-1 except that the activation time was 25 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.401 cc / g.
  • Activated carbon under conditions 1-3 was obtained in the same manner as in conditions 1-1, except that the activation time was changed to 40 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.500 cc / g.
  • an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained.
  • the content of vanadium was 0.09% by mass
  • the content of yttrium was 0.011% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor was charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m 3 ), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. was supplied at a flow rate of about 15 L / min (0 ° C. and 1 atm conversion). It was introduced into the activation furnace.
  • Activation was performed by performing a heat treatment at 950 ° C. for 25 minutes in an activation furnace to obtain activated carbon under condition 2-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.378 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 2-2 was obtained in the same manner as the condition 2-1 except that the activation time was changed to 38 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.427 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 2-3 was obtained in the same manner as the condition 2-1 except that the activation time was changed to 44 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.442 cc / g.
  • ⁇ Condition 3-1 Zn addition>
  • 1.3 parts by mass of zinc caprylate (CAS number: 557-09-5) as a metal component was added to 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. and mixed, followed by melt extrusion.
  • the mixture was melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers.
  • the obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C. at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to perform infusibilization treatment, and an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained.
  • the content of zinc was 0.19% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor was charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m 3 ), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. was supplied at a flow rate of about 15 L / min (0 ° C. and 1 atm conversion). It was introduced into the activation furnace.
  • Activation was carried out by performing a heat treatment at 950 ° C. for 25 minutes in an activation furnace to obtain activated carbon under condition 3-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter of 1.0 nm or less was 0.258 cc / g.
  • ⁇ Condition 4-1 Zr addition>
  • a mixture of 0.8 parts by mass of acetylacetonatozirconium (CAS number: 17501-44-9) mixed with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. was supplied to a melt extruder.
  • the mixture was melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers.
  • the obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C. at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to perform infusibilization treatment, and an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained.
  • the content of zirconium was 0.19% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor is charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m3), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. is activated at a flow rate of about 15 L / min (converted to 0 ° C. and 1 atm). It was introduced into the furnace.
  • Activation was carried out by heat treatment at 950 ° C. for 25 minutes in an activation furnace to obtain activated carbon under condition 4-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.259 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 4-2 was obtained in the same manner as the condition 4-1 except that the activation time was changed to 40 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.315 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 4-3 was obtained in the same manner as the condition 4-1 except that the activation time was changed to 60 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.367 cc / g.
  • ⁇ Condition 5-1 As an organic material, a mixture obtained by adding and mixing 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoittrium (CAS number: 15554-47-9) as a metal component with respect to 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C.
  • the pitch fibers were supplied to a melt extruder, melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C., and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers. The obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C.
  • an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained.
  • the content of yttrium was 0.16% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor is charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m3), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. is activated at a flow rate of about 15 L / min (converted to 0 ° C. and 1 atm). It was introduced into the furnace.
  • Activation was performed by heat treatment at 950 ° C. for 25 minutes in an activation furnace to obtain activated carbon under the condition 5-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.278 cc / g.
  • Condition 5-2 Activated carbon of Condition 5-2 was obtained in the same manner as in Condition 5-1 except that the activation time was changed to 32 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.302 cc / g.
  • Activated carbon under the condition 5-3 was obtained in the same manner as the condition 5-1 except that the activation time was 40 minutes.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.352 cc / g.
  • the metal content of the activated carbon precursor is 0% by mass.
  • 10 g of the obtained activated carbon precursor was charged into an activation furnace (capacity: 0.044 m 3 ), and an introduced gas having a CO 2 concentration of 100% by volume and a temperature of about 20 ° C. was supplied at a flow rate of about 15 L / min (0 ° C. and 1 atm conversion). It was introduced into the activation furnace.
  • Activation was performed by heat treatment at 950 ° C. for 60 minutes in an activation furnace to obtain activated carbon under the condition 6-1.
  • the pore volume A of the obtained activated carbon having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less was 0.311 cc / g.
  • the rate of development of pores having pore diameters in the range of 1.0 nm or less was remarkably increased as compared with the other conditions. From these, when a vanadium compound is used as the metal compound to be contained in the activated carbon precursor and activated with CO 2 , the vanadium compound greatly affects the development of pores having a pore diameter of 1.0 nm or less.
  • the vanadium compound used as the metal compound contained in the activated carbon precursor by selecting the CO 2 that slowly react than steam as activating gas, the activated carbon precursor, Activated carbon activated and having a specific range of pore volume A having a pore diameter of 1.0 nm or less in the pore volume calculated by the QSDFT method can be used without having to develop mesopores. It was also found that the system has a high total trihalomethane filtration capability even in a water passage treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the activated carbon of the present invention has a high total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV) is not necessarily clear, but as described above, the fine pores having a pore diameter of 1.0 nm or less have a small diameter. Since the behavior of the pores is completely different, it is assumed that the shape, the amount, the structure, etc. of the pores are completely different from the conventional ones. It is believed that the treatment also has a high total trihalomethane filtration capability. In particular, since the product of the present invention has many pores in a range of 1.0 nm or less, it is considered that the pores effectively contribute as an adsorption site for total trihalomethane molecules.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume A having a pore diameter of 1.0 nm or less in the pore volume calculated by the QSDFT method of 0.3 cc / g or more, and has a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume A is preferably 0.35 cc / g or more from the viewpoint of making it easier to have a higher total trihalomethane filtration ability even in the water passing treatment.
  • the upper limit of the pore volume A is not particularly limited, but is, for example, 0.8 cc / g, preferably 0.6 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume of 0.65 nm in the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the following range is preferably from 0.10 cc / g to 0.40 cc / g, more preferably from 0.18 cc / g to 0.40 cc / g, and more preferably from 0.15 cc / g to 0. 0.23 cc / g or less, more preferably 0.18 cc / g or more and 0.23 cc / g or less.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume of 0.8 nm among pore volumes calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in water treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the following range is preferably from 0.20 cc / g to 0.55 cc / g, more preferably from 0.25 cc / g to 0.55 cc / g, and more preferably from 0.28 cc / g to 0. .35 cc / g or less is more preferable.
  • the activated carbon of the present invention has 1.5 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in the water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume B having a pore diameter in the following range is preferably 0.25 cc / g or more, more preferably 0.38 cc / g or more, and even more preferably 0.38 cc / g or more and 0.60 cc / g or less.
  • the activated carbon of the present invention has 2.0 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of making it easier to have a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume C having a pore diameter in the following range is preferably 0.25 cc / g or more, more preferably 0.38 cc / g or more and 0.60 cc / g or less.
  • the activated carbon of the present invention has 2.0 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of making it easier to have a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume of the pore diameter in the above range is preferably 0.02 cc / g or less, more preferably 0.01 cc / g or less, and still more preferably 0.005 cc / g or less.
  • the lower limit of the pore volume is not particularly limited, but may be, for example, 0.001 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention has 1.0 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of making it easier to have a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter of not less than 1.5 nm and not more than 1.5 nm is preferably not less than 0.01 cc / g and not more than 0.12 cc / g.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 1.0 nm or more and 1.5 nm or less is preferably 0.01 cc / g or more and 0.06 cc / g or less from the viewpoint of further exhibiting the chloroform filtration ability. preferable.
  • the activated carbon of the present invention has 1.0 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of making it easier to have a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the range of not less than 2.0 nm and not more than 2.0 nm is preferably in the range of 0.015 cc / g to 0.14 cc / g.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 1.0 nm or more and 2.0 nm or less is preferably 0.015 cc / g or more and 0.08 cc / g or less from the viewpoint of further exhibiting the chloroform filtration ability. preferable.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume of 0.65 nm in the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the range from 0.8 to 0.8 nm is preferably from 0.08 cc / g to 0.15 cc / g, and more preferably from 0.100 cc / g to 0.130 cc / g.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 0.65 nm or more and 0.8 nm or less is 0.100 cc / g or more and 0.125 cc / g or less from the viewpoint of more exerting the chloroform filtration ability. preferable.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume of 0.65 nm in the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the range of not less than 1.0 nm and not more than 0.060 cc / g is preferably not more than 0.250 cc / g, and more preferably not less than 0.100 cc / g and not more than 0.250 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume of 0.8 nm among pore volumes calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in water treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume having a pore diameter in the range of not less than 1.5 nm and not more than 1.5 nm is preferably from 0.01 cc / g to 0.22 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention has 1.5 nm of the pore volume calculated by the QSDFT method from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in the water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume D having a pore diameter in the range of from 2.0 nm to 2.0 nm is preferably from 0.000 cc / g to 0.04 cc / g, more preferably from 0.001 cc / g to 0.04 cc / g.
  • the pore volume D having a pore diameter in the range of 1.5 nm or more and 2.0 nm or less is 0.001 cc / g or more and 0.01 cc / g or less. Is preferred.
  • the activated carbon of the present invention has a specific surface area (value measured by the BET method (one-point method) using nitrogen as the substance to be adsorbed) of, for example, about 500 to 3000 m 2 / g, preferably 700. About 3000 m 2 / g, more preferably about 700 to 1700 m 2 / g, still more preferably about 800 to 1300 m 2 / g, and particularly preferably about 900 to 1300 m 2 / g.
  • the total pore volume of the activated carbon calculated by the QSDFT method is, for example, about 0.20 to 0.80 cc / g, preferably about 0.35 to 0.80 cc / g, and more preferably about 0.35 to 0.80 cc / g. About 350 to 0.600 cc / g, more preferably about 0.380 to 0.600 cc / g, and particularly preferably about 0.380 to 0.520 cc / g.
  • the activated carbon of the present invention has a ratio (fine) of the pore volume A and the pore volume B from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume A / pore volume B) is from 0.75 to 1.00, preferably from 0.80 to 0.95.
  • the activated carbon of the present invention has a ratio (fine) of the pore volume A and the pore volume C from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the pore volume A / pore volume C) is from 0.75 to 1.00, preferably from 0.75 to 0.95. Further, the ratio can be set to 0.75 to 0.89.
  • the activated carbon of the present invention has a ratio (fine) of the pore volume A and the pore volume D from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • the pore volume D / pore volume A) is preferably 0.00 to 0.07, 0.01 to 0.07.
  • the activated carbon of the present invention has a ratio of the fine pore volume A to the total fine pore volume (fine) in view of facilitating a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the activated carbon of the present invention has a ratio (fineness) of the pore volume B to the total pore volume from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the activated carbon of the present invention has a ratio of the fine pore volume C to the total fine pore volume (fine) in terms of facilitating a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV). (Pore volume C / total pore volume) is 0.98 to 1.00.
  • the activated carbon of the present invention has a ratio (fineness) of the pore volume D to the total pore volume from the viewpoint of facilitating a higher total trihalomethane filtration ability even in a water flow treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume calculated by the QSDFT method with respect to the total pore volume from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water passage treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter in the range of 0.65 nm or less is 0.3 to 0.8. , 0.3 to 0.52.
  • the above ratio is preferably from 0.42 to 0.52 from the viewpoint of further exhibiting the chloroform filtration ability.
  • the activated carbon of the present invention has a pore volume calculated by the QSDFT method with respect to the total pore volume from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability even in a water passage treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter in the range of 0.8 nm or less is 0.5 to 0.98. , 0.5 to 0.78.
  • the above ratio is preferably from 0.68 to 0.78 from the viewpoint of further exhibiting the chloroform filtration ability.
  • the activated carbon of the present invention contains vanadium alone and / or a vanadium compound.
  • the vanadium simple substance and / or the vanadium compound is derived from the yttrium compound contained in the activated carbon precursor before activation.
  • the ratio (total) of the mass of vanadium simple substance and vanadium compound contained in the activated carbon to the total mass of the activated carbon of the present invention is, for example, 0.01 to 1.0 mass%, and 0.01 to 0 mass%. 0.3% by mass.
  • the above ratio is a ratio in terms of vanadium element (that is, the content of vanadium) measured by an ICP emission spectrometer (Model 715-ES manufactured by Varian).
  • ICP emission spectrometer Model 715-ES manufactured by Varian.
  • at least a part of the vanadium simple substance and / or the vanadium compound contained in the activated carbon may be removed by washing.
  • the activated carbon obtained by washing and removing vanadium alone and / or the vanadium compound may have a mass ratio (total) of vanadium alone and the vanadium compound of 0.00 mass%.
  • the activated carbon of the present invention may also contain a simple substance other than vanadium and / or a metal compound other than vanadium as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a metal simple substance other than vanadium and / or the metal compound other than vanadium for example, Y (yttrium), Mg (magnesium), Mn (manganese), La (lanthanum), Zr (zirconium), Ce (Cerium), Ti (titanium), Co (cobalt), and one or more metal elements selected from the group consisting of Fe (iron).
  • the elemental metal other than the vanadium and / or the metal compound other than the vanadium are derived from those contained in the activated carbon precursor before activation, like the elemental vanadium and / or the vanadium compound contained in the activated carbon of the present invention. It is.
  • a micropore volume of 1.0 nm or less is largely maintained by the effect of vanadium, and yttrium is further improved. Due to the effect of the above, the somewhat large pores can be appropriately distributed, and these slightly large pores assist the diffusion of the substance to be adsorbed in the pores. It is preferred because it is advantageous.
  • the ratio (total) of the mass of the single metal other than vanadium and the metal compound other than vanadium to the total mass of the activated carbon is as follows. For example, 0.001 to 0.05% by mass.
  • the above ratio is a ratio in terms of the metal element (that is, a content of the metal) measured by an ICP emission spectrometer (Model 715-ES manufactured by Varian).
  • the ratio (total) of the mass of vanadium simple substance and vanadium compound contained in the activated carbon to the total mass of the activated carbon of the present invention, the metal simple substance other than vanadium contained in the activated carbon and vanadium is large. Also in the water passage treatment at the tower speed (SV), 5 to 12 is preferably mentioned from the viewpoint of easily having a higher total trihalomethane filtration ability.
  • the form of the activated carbon of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include granular activated carbon, powdered activated carbon, and fibrous activated carbon. It is more preferable to use fibrous activated carbon from the viewpoints of workability when used after filtering and adsorption speed when used in a water purifier.
  • the average fiber diameter of the fibrous activated carbon is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably about 5 to 20 ⁇ m.
  • the average fiber diameter of the fibrous activated carbon of the present invention is a value measured by an image processing fiber diameter measuring device (based on JIS K 1477).
  • an integrated volume percentage D 50 measured by a laser diffraction / scattering method is 0.01 to 5 mm.
  • the activated carbon of the present invention which has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.3 cc / g or more and contains vanadium alone and / or a vanadium compound, Activated carbon having a high total trihalomethane filtration ability can be obtained even in a water passage treatment at a large superficial velocity (SV).
  • the total trihalomethane filtration capacity of the activated carbon of the present invention in the flow-through treatment at a high superficial velocity (SV) includes, for example, 50 to 90 L / g in the case of SV 3000 h -1 , and preferably 60 to 80 L / g. No.
  • the water temperature is controlled at 20 ° C. ⁇ 1 ° C., and water is passed through the activated carbon column at a superficial velocity of 3000 h ⁇ 1 .
  • concentrations of the sample water and the filtered water are measured by a headspace method using a non-radiation source type electron capture detector (GC7000EN, manufactured by J-Science Laboratories).
  • GC7000EN non-radiation source type electron capture detector
  • the sample water is continuously passed until the total trihalomethane removal rate of the filtered water falls below 80%, and the flow rate (L / g) at a removal rate of 80% is defined as the total trihalomethane adsorption capacity of the activated carbon.
  • the chloroform filtration capability of the activated carbon of the present invention in the water passage treatment at a high superficial velocity (SV) includes, for example, 45 to 90 L / g in the case of SV3000h- 1 , and 50 to 70 L / g. Preferred are mentioned.
  • the chloroform filtration capacity (L / g) is measured by the following method. That is, the activated carbon is dried in a dryer at 105 ° C. for 2 hours or more, 3.0 g is collected, beaten with a mixer, and then filled in a glass column. A glass column having a diameter of 25 mm is used and packed so as to have a height of 41 mm. Prepare a sample water with a chloroform concentration of 60 ⁇ 12 ppb based on JIS-S-3201 “Test method for household water purifier”, control the water temperature at 20 ° C. ⁇ 1 ° C., and pass it through an activated carbon column at a superficial velocity of 3000 h ⁇ 1. Water.
  • the concentrations of the sample water and the filtered water are measured by a headspace method using a non-radiation source type electron capture detector (GC7000EN, manufactured by J-Science Laboratories).
  • GC7000EN non-radiation source type electron capture detector
  • the sample water is continuously passed until the chloroform removal rate of the filtered water falls below 80%, and the flow rate (L / g) at the removal rate of 80% is defined as the chloroform adsorption capacity of the activated carbon.
  • the method for producing activated carbon of the present invention includes a step of activating a activated carbon precursor containing vanadium at 0.05 to 1.5% by mass at a temperature of 900 to 1000 ° C. in an atmosphere having a CO 2 concentration of 90% by volume or more.
  • the activated carbon of the present invention includes a method including an activation step of activating an activated carbon precursor containing vanadium in an amount of 0.05 to 1.5% by mass at a temperature of 900 to 1000 ° C. in an atmosphere having a CO 2 concentration of 90% by volume or more.
  • Activated carbon obtained by the method described above.
  • the activated carbon may be obtained by a method including a step of washing and removing at least a part of vanadium simple substance and / or a vanadium compound contained in the activated carbon after the activation step.
  • Patent Document 2 also discloses an activated carbon precursor containing at least one metal component of Mg, Mn, Fe, Y, Pt and Gd in order to set the volume of pores having a pore diameter of 30 ° or more and less than 50 ° in a specific range.
  • a method for activating a body under an atmosphere in which nitrogen and saturated steam are present is disclosed.
  • the pore volume of the pore diameter of 1.0 nm or less is reduced in order to increase the volume of the mesopore, and the filtration capacity of the total trihalomethane under the condition of high superficial velocity is not sufficient. I can't show it.
  • an activated carbon precursor containing 0.05 to 1.5% by mass of vanadium is activated using an activation gas containing 90% by volume or more of CO 2 which reacts more slowly than steam.
  • an activation gas containing 90% by volume or more of CO 2 which reacts more slowly than steam.
  • the main raw material of the activated carbon precursor is not particularly limited.
  • an infusible or carbonized organic material an infusible resin such as a phenol resin, and the like can be used.
  • the organic material include polyacrylonitrile, pitch, polyvinyl alcohol, and cellulose. From the viewpoint of the theoretical carbonization yield during carbonization, pitch is preferable, and among the pitches, coal pitch is particularly preferable.
  • the content of the vanadium in the activated carbon precursor is preferably 0.08 to 1.0% by mass.
  • Vanadium can be contained by mixing vanadium alone or a vanadium compound with the main raw material of the activated carbon precursor.
  • the vanadium compound to be mixed with the main raw material of the activated carbon precursor includes, as a constituent metal element of vanadium, a metal oxide, a metal hydroxide, a metal halide, an inorganic metal compound such as a metal sulfate, and an organic acid such as acetic acid. Examples thereof include salts with metals and organic metal compounds.
  • the organic metal compound examples include metal acetylacetonate, an aromatic metal compound, and the like. Among them, it is preferable to use an organometallic compound from the viewpoint of highly dispersing the metal in the activated carbon precursor and obtaining activated carbon having a high total trihalomethane filtration ability even in water passing treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the organometallic compound a metal complex having a ⁇ -diketone compound as a ligand is more preferable.
  • the ⁇ -diketone type compound examples include those having a structure represented by the following formulas (1) to (3), and specific examples include acetylacetone.
  • the activated carbon of the present invention further contains yttrium alone and / or an yttrium compound
  • it may be obtained by mixing vanadium alone or a vanadium compound with yttrium alone and / or an yttrium compound with a main raw material of an activated carbon precursor. What is necessary is just to contain.
  • the yttrium compound to be mixed with the main raw material of the activated carbon precursor similarly to the vanadium compound, inorganic metal compounds such as metal oxides, metal hydroxides, metal halides, and metal sulfates containing yttrium as a constituent metal element. And salts of metals with organic acids such as acetic acid and the like, and organic metal compounds.
  • the organic metal compound examples include metal acetylacetonate, an aromatic metal compound, and the like. Among them, it is preferable to use an organometallic compound from the viewpoint of highly dispersing the metal in the activated carbon precursor and obtaining activated carbon having a high total trihalomethane filtration ability even in water passing treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity
  • the organometallic compound a metal complex having a ⁇ -diketone compound as a ligand is more preferable.
  • the ⁇ -diketone type compound examples include those having a structure represented by the following formulas (1) to (3), and specific examples include acetylacetone.
  • the activation atmosphere has a CO 2 concentration of 90% by volume or more, preferably 95% by volume or more, more preferably 99% by volume or more.
  • CO 2 when used as an activation gas, the reaction proceeds slowly. Therefore, the higher the CO 2 concentration, the easier it is to adjust the pore size distribution, and the easier it is to obtain the activated carbon of the present invention.
  • the activation atmosphere temperature is usually about 900 to 1000 ° C., preferably about 900 to 980 ° C.
  • the activation time may be adjusted so as to have a predetermined pore size distribution according to the main raw material of the activated carbon precursor, the content of the metal compound, the CO 2 concentration in the activation gas, and the like. For example, assuming that the softening point as the main raw material of the activated carbon precursor using a pitch of 275 ° C. ⁇ 288 ° C., from 0.1 to 1.5 parts by mass
  • the pitch fiber is incinerated, the ash is dissolved in acid, and the vanadium element-converted ratio and the yttrium element-converted ratio measured by an ICP emission spectrometer (Model 715-ES manufactured by Varian) are respectively defined as vanadium content and vanadium content.
  • the yttrium content was determined.
  • Pore volume (cc / g), specific surface area (m 2 / g), fiber diameter of fibrous activated carbon ( ⁇ m) The pore physical property values were measured from a nitrogen adsorption isotherm at 77 K using “AUTOSORB-1-MP” manufactured by Quantachrome. The specific surface area was calculated from the measurement point at a relative pressure of 0.1 by the BET method. The total pore volume and the pore volume in each pore diameter range described in Table 1 were determined by applying N 2 at 77K on carbon [slit pore, QSDFT equilibrium model] as a calculation model to the measured nitrogen desorption isotherm. It was analyzed by calculating the pore size distribution.
  • the pore volume in each pore diameter range described in Table 1 is a read value of a graph showing the pore diameter distribution shown in FIGS. 1 to 11 or a value calculated from the read value. More specifically, the pore volume with a pore diameter of 0.65 nm or less is a reading of Cumulative Pore Volume (cc / g) when the horizontal axis Pore Width of the pore diameter distribution diagram is 0.65 nm.
  • the pore volume with a pore diameter of 2.0 nm or more was calculated by subtracting the pore volume C with a pore diameter of 2.0 nm or less from the total pore volume obtained by the QSDFT method.
  • the pore volume in the range of the pore diameter of 1.0 nm or more and 1.5 nm or less was calculated by subtracting the pore volume A of the pore diameter of 1.0 nm or less from the pore volume B of the pore diameter of 1.5 nm or less.
  • the pore volume in the range of the pore diameter of 1.0 nm or more and 2.0 nm or less was calculated by subtracting the pore volume A of the pore diameter of 1.0 nm or less from the pore volume C of the pore diameter of 2.0 nm or less.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 0.65 nm or more and 0.8 nm or less was calculated by subtracting the pore volume of the pore diameter of 0.65 nm or less from the pore volume of 0.8 nm or less.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 0.65 nm or more and 1.0 nm or less was calculated by subtracting the pore volume of the pore diameter of 0.65 nm or less from the pore volume A of 1.0 nm or less.
  • the pore volume of the pore diameter in the range of 0.8 nm to 1.5 nm was calculated by subtracting the pore volume of the pore diameter of 0.8 nm or less from the pore volume B of the pore diameter of 1.5 nm or less.
  • the pore volume having a pore diameter in the range of 1.5 nm or more and 2.0 nm or less was calculated by subtracting the pore volume B having the pore diameter of 1.5 nm or less from the pore volume C having the pore diameter of 2.0 nm or less. .
  • Fiber diameter of fibrous activated carbon ( ⁇ m) It was measured by an image processing fiber diameter measuring device (based on JIS K1277).
  • Total trihalomethane filtration capacity (L / g) After drying the fibrous activated carbon with a dryer at 105 ° C. for 2 hours or more, 3.0 g was collected, beaten with a mixer, and filled in a glass column. The glass column used had a diameter of 25 mm and was packed to a height of 41 mm.
  • Prepare a sample water having a concentration of 100 ⁇ 20 ppb in total trihalomethane (CHCl 3 : CHCl 2 Br: CHClBr 2 : CHBr 3 45: 30: 20: 5) based on JIS-S-3201 “Test method for household water purifier”. Then, the water temperature was controlled at 20 ° C.
  • the concentrations of the sample water and the filtered water were measured by a headspace method using a non-radiation source type electron capture detector (GC7000EN, manufactured by J-Science Lab Co., Ltd.).
  • GC7000EN non-radiation source type electron capture detector
  • the sample water was continuously passed until the chloroform removal rate of the filtered water was less than 80%, and the flow rate (L / g) at the removal rate of 80% was taken as the chloroform adsorption capacity of the activated carbon.
  • Example 1 As an organic material, bis (2,4-pentanedionato) vanadium (IV) oxide (CAS number: 3153-26-2) 0.6 part by mass per 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. , And 0.06 parts by mass of trisacetylacetonatoittrium (CAS number: 15554-47-9) are supplied to a melt extruder and melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C., and a discharge amount of 16 g / The pitch fiber was obtained by spinning at min. The obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C.
  • an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained.
  • the content of vanadium was 0.09% by mass
  • the content of yttrium was 0.011% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into the activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 25 minutes to obtain the activated carbon of Example 1. .
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.378 cc / g, a vanadium content of 0.16 mass%, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the content of yttrium was 0.02% by mass, and the average fiber diameter was 13.6 ⁇ m.
  • Example 2 Activated carbon of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the activation time was 38 minutes.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.427 cc / g and a vanadium content of 0.19% by mass, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the yttrium content was 0.02% by mass, and the average fiber diameter was 13.1 ⁇ m.
  • Example 3 Activated carbon of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the activation time was set to 44 minutes.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.442 cc / g and a vanadium content of 0.22 mass%, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the yttrium content was 0.03% by mass, and the average fiber diameter was 13.0 ⁇ m.
  • Example 4 As an organic material, bis (2,4-pentanedionato) vanadium (IV) oxide (CAS number: 3153-26-2) 0.6 part by mass per 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. was supplied to a melt extruder, melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C., and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers. The obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C. at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to perform infusibilization treatment, and an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained. In the activated carbon precursor, the content of vanadium was 0.09% by mass.
  • the obtained activated carbon precursor was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 25 minutes to obtain an activated carbon of Example 4. .
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.401 cc / g and a vanadium content of 0.17% by mass, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the average fiber diameter was 13.9 ⁇ m.
  • Example 5 Activated carbon of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4, except that the activation time was changed to 44 minutes.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.533 cc / g, a vanadium content of 0.22% by mass, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the average fiber diameter was 13.2 ⁇ m.
  • Example 6 As an organic material, bis (2,4-pentanedionato) vanadium (IV) oxide (CAS number: 3153-26-2) 0.6 part by mass per 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. The mixture was supplied to a melt extruder, melt-mixed at a melting temperature of 325 ° C., and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers. The obtained pitch fiber was gradually heated to 364 ° C. in the air and held for a total of 87 minutes to perform infusibilization treatment, thereby obtaining an activated carbon precursor as an infusibilized pitch fiber. In the activated carbon precursor, the content of vanadium was 0.10% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 50 minutes to obtain an activated carbon of Example 6. .
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.381 cc / g and a vanadium content of 0.29% by mass, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the average fiber diameter was 13.6 ⁇ m.
  • Example 7 As an organic material, bis (2,4-pentanedionato) vanadium (IV) oxide (CAS number: 3153-26-2) 0.6 part by mass per 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. The mixture was supplied to a melt extruder, melt-mixed at a melting temperature of 325 ° C., and spun at a discharge rate of 16 g / min to obtain pitch fibers. The obtained pitch fiber was heated stepwise to 335 ° C. in the air and held for a total of 87 minutes to perform infusibilization treatment, thereby obtaining an activated carbon precursor as an infusibilized pitch fiber. In the activated carbon precursor, the content of vanadium was 0.08% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into the activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 50 minutes to obtain an activated carbon of Example 7. .
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.393 cc / g, a vanadium content of 0.21 mass%, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the average fiber diameter was 13.7 ⁇ m.
  • Example 1 A test simulating Example 5 of Patent Document 2 was performed. Specifically, as an organic material, a mixture obtained by mixing 1.3 parts by mass of trisacetylacetonatoittrium (CAS number: 15554-47-9) with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is melted. The pitch fiber was supplied to an extruder, melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C., and spun at a discharge rate of 20 g / min to obtain a pitch fiber. The obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C. at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to perform infusibilization treatment, and an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained. In the activated carbon precursor, the content of vanadium was 0.00% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having an H 2 O concentration of 100% by volume into the activation furnace and performing a heat treatment at an ambient temperature of 900 ° C. for 20 minutes to obtain the activated carbon of Comparative Example 1. Obtained.
  • the obtained activated carbon has a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.241 cc / g and a vanadium content of 0.00% by mass, among pore volumes calculated by the QSDFT method.
  • the average fiber diameter was 16.5 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having an H 2 O concentration of 100% by volume into the activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 875 ° C. for 40 minutes to obtain the activated carbon of Comparative Example 2. Obtained.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A of a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.401 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and an average fiber diameter of 16.7 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into the activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 60 minutes to obtain an activated carbon of Comparative Example 3.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A of a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.311 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and an average fiber diameter of 18.5 ⁇ m.
  • the obtained activated carbon precursor was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into the activation furnace and heat-treating it at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 67 minutes to obtain the activated carbon of Comparative Example 4.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A of a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.418 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and an average fiber diameter of 16.8 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and performing a heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 70 minutes to obtain an activated carbon of Comparative Example 5.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A of a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.431 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and an average fiber diameter of 16.8 ⁇ m.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 100% by volume into an activation furnace and performing heat treatment at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 60 minutes to obtain an activated carbon of Comparative Example 6.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A having a pore diameter of 1.0 nm or less of 0.429 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and a fiber diameter of 18.2 ⁇ m.
  • Comparative Example 7 As an organic material, a mixture of 1.0 part by mass of trisacetylacetonatoittrium (CAS number: 3153-26-2) mixed with 100 parts by mass of granular coal pitch having a softening point of 280 ° C. is supplied to a melt extruder. Then, the mixture was melt-mixed at a melting temperature of 320 ° C. and spun at a discharge rate of 19 g / min to obtain pitch fibers. The obtained pitch fibers were heated in the air from room temperature to 354 ° C. at a rate of 1 to 30 ° C./min for 54 minutes to perform infusibilization treatment, and an activated carbon precursor as infusible pitch fibers was obtained. In the activated carbon precursor, the content of vanadium was 0.00% by mass.
  • the activated carbon precursor thus obtained was activated by continuously introducing a gas having a CO 2 concentration of 50% by volume and a H 2 O concentration of 50% by volume into an activation furnace and heat-treating it at an atmosphere temperature of 950 ° C. for 20 minutes.
  • the activated carbon of Comparative Example 7 was obtained.
  • the obtained activated carbon had a pore volume A having a pore diameter in a range of 1.0 nm or less of 0.255 cc / g, a vanadium content of 0.00% by mass, and an average fiber diameter of 14.6 ⁇ m.
  • the pore volume A (cc / g) having a pore diameter of 1.0 nm or less among the pore volumes calculated by the QSDFT method is 0.300 cc / g or more, Activated carbon containing vanadium alone and / or a vanadium compound and having high total trihalomethane filtration ability can be obtained even in a water passage treatment at a high superficial velocity (SV).
  • SV superficial velocity

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Abstract

高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を提供する。　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａ（ｃｃ／ｇ）が０．３００ｃｃ／ｇ以上であり、　バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む。

Description

活性炭
　本発明は、活性炭に関し、特に高空塔速度下におけるトリハロメタンのろ過能力に優れた、活性炭に関する。
　従来、飲料用に供される水道水などには、殺菌を目的として塩素が添加されている。しかしながら、水道水中に含まれる塩素は、水道水中に含まれる有機物と反応して、有機ハロゲン系化合物を生成する。例えば、天然有機物であるフミン質が水道水中において塩素と反応すると、発がん性物質であるトリハロメタンを生成することが知られている。そして、水道水中に含まれるこれらの有機ハロゲン系化合物のろ過能力に優れた活性炭が提案されている。
　有機ハロゲン系化合物のろ過能力に優れた活性炭として、例えば、細孔径が１００Å（１０ｎｍ）以下の細孔容積に対する、細孔径２０Å～１００Å（２ｎｍ～１０ｎｍ）の細孔容積比率が５～５０％であり、細孔径１０Å（１ｎｍ）以下の細孔容積比率が４５％以上である多孔質炭素を含有する吸着剤が知られている（例えば、特許文献１参照。）。該吸着剤において、細孔径が１００Å以下の細孔容積に対して、細孔径２０Å～１００Åの細孔容積比率を５～５０％とするのは、比較的大きな細孔の割合を高めて、動的吸着力を高めるためである。一方、該吸着剤においては、静的吸着力である平衡吸着量を高める必要もあることから、静的平衡吸着量に有効な細孔径１０Å以下の細孔容積比率を４５％以上とすることが開示されている。そして、該吸着剤は、このような構成とすることによって、静的吸着力と動的吸着力とを両立することができるとされている。
　また、７７．４Ｋにおける窒素吸着等温線よりＢＪＨ法で求めた細孔径分布において細孔直径３０Å以上５０Å未満の範囲のメソ細孔容積が０．０２～０．４０ｃｃ／ｇであり、かつ、全細孔容積に対する上記範囲のメソ細孔容積の割合が５～４５％である活性炭が知られている（例えば、特許文献２参照）。該活性炭によれば、かかる範囲内に上記メソ細孔（直径２～５０ｎｍの細孔）容積及び上記割合を制御することによって、各種の被吸着物質（特にトリハロメタン類）の吸着に適した材料とすることができるとされている。
特開２００６－２４７５２７号公報 特開２００４－１８２５１１号公報
　近年、このような活性炭を含む浄水フィルターには、高い総トリハロメタンろ過能力が求められている。例えば、浄水フィルターには、ＪＩＳ　Ｓ３２０１の「揮発性有機化合物のろ過能力試験」における総トリハロメタンの総ろ過水量（総トリハロメタンの除去率が８０％に低下するまでの水量）が多いことが要求されてきている。該総ろ過水量が多いほど、浄水フィルターの使用可能期間（取替え期間）が長くなる。
　加えて、浄水フィルターが水栓一体型浄水器用である場合などには、浄水フィルターは小型化する必要がある。浄水フィルターが小型になると、空塔速度（ＳＶ）が大きくなり、高い総トリハロメタンろ過能力を維持することが難しくなる。
　上記特許文献１及び２に開示された活性炭は、細孔径２ｎｍ以上の細孔、所謂メソ細孔の容積を大きくすることにより、動的吸着力を高め、総トリハロメタン等の吸着能力向上を図っている。しかしながら、本発明者等が検討した結果、特許文献１及び２に開示された活性炭は、ＳＶが１０００ｈ-1の条件で評価されているところ、高い空塔速度（例えばＳＶが３０００ｈ-1程度）の条件下では、総トリハロメタンのろ過能力が十分発揮できないという問題があることが判明した。
　本発明は、上記問題を解決し、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭及びその製造方法を提供することを主な目的とする。
　本発明者等は、鋭意検討の結果、上記特許文献１及び２に開示された、メソ細孔の容積を大きくする手法とは全く異なる手段により解決に至った。
　具体的に、従来技術では、特許文献１及び２に開示されているように、総トリハロメタンの吸着能力向上を図るべく動的吸着力を高める目的でメソ細孔を大きくすることが検討されていた。そして、従来技術は、メソ細孔の賦活を進めるべく、比較的賦活が進みやすい水蒸気を賦活ガスとして、賦活することがなされていた。また、従来技術では、特許文献２に開示されているように、メソ細孔の賦活を進める目的で、活性炭前駆体に金属化合物を含有させ、賦活ガスとして水蒸気を用いて賦活することが検討されていた。すなわち、従来技術では、活性炭前駆体に含有される金属化合物は、メソ細孔を発達させるために用いられていた。
　一方、本発明者等が鋭意検討したところ、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物を用い、該活性炭前駆体を、賦活ガスとして水蒸気よりもゆるやかに反応するＣＯ2を選択して賦活した場合、他の金属化合物を用いた場合もしくは金属を用いない場合、又は賦活ガスとしてＣＯ2以外のものを用いた場合等と比較して、細孔径１．０ｎｍ以下の範囲の細孔の発達速度が著しく大きくなることが明らかとなった。すなわち、従来、活性炭前駆体に含有される金属化合物はメソ細孔を発達させるために用いられていたところ、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物としこれをＣＯ2で賦活した場合は、該バナジウム化合物が、意外にも、メソ細孔より小さい細孔径１．０ｎｍ以下の範囲の細孔の発達に大きく影響し、当該細孔径１．０ｎｍ以下の範囲の細孔の発達において他の金属化合物を用いた場合等と全く異なる挙動を示すことが明らかとなった。
　そして、本発明者等がさらに検討したところ、上記のように活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物を用い、該活性炭前駆体を、賦活ガスとして水蒸気よりもゆるやかに反応するＣＯ2を選択して賦活し、且つ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積を特定範囲とした活性炭は、メソ細孔を発達させることを要することなく、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有することが明らかとなった。
　本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。
　すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項１．　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａ（ｃｃ／ｇ）が０．３００ｃｃ／ｇ以上であり、
　バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む、活性炭。
項２．　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂ（ｃｃ／ｇ）が０．３８ｃｃ／ｇ以上である、項１に記載の活性炭。
項３．　前記細孔容積Ｂに対する前記細孔容積Ａの割合（細孔容積Ａ／細孔容積Ｂ）が０．７５～１．００である、項１又は２に記載の活性炭。
項４．　項１～３のいずれか１項に記載の活性炭に含まれる前記バナジウム単体及び／又は前記バナジウム化合物の少なくとも一部を洗浄除去してなる、活性炭。
項５．　バナジウムを０．０５～１．５質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が９０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する賦活工程を含む方法によって得られる、活性炭。
項６．　前記賦活工程の後、前記活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物の少なくとも一部を洗浄除去する工程を含む、項５に記載の活性炭。
項７．　総トリハロメタンろ過能力が５０Ｌ／ｇ以上である、項１～６のいずれか１項に記載の活性炭。
項８．　前記活性炭が繊維状活性炭である、項１～７のいずれか１項に記載の活性炭。
項９．　浄水フィルター用である、項１～８のいずれか１項に記載の活性炭。
項１０．　項１～９のいずれか１項に記載の活性炭を含む、浄水フィルター。
項１１．　項１０に記載の浄水フィルターを含む、浄水カートリッジ。
項１２．　項１１に記載の浄水カートリッジを含む、浄水器。
　本発明によれば、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を提供することができる。
バナジウム化合物を含む活性炭前駆体を賦活ガスとしてＣＯ2を用いて賦活したときの、賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積の関係を説明するグラフである。 実施例１の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例２の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例３の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例４の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例５の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例６の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 実施例７の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例１の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例２の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例３の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例４の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例５の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例６の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。 比較例７の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布を示すグラフである。
　以下、本発明の活性炭について詳細に説明する。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａ（ｃｃ／ｇ）が０．３００ｃｃ／ｇ以上であり、バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む。なお、後述の通り、本発明の活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物は、賦活する前の活性炭前駆体に含まれるバナジウム化合物に由来するものである。なお、本発明において、活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物の少なくとも一部を、洗浄除去してもよい。
　本明細書おいて、細孔容積とは、ＱＳＤＦＴ法（急冷固体密度汎関数法）によって算出される細孔容積をいう。ＱＳＤＦＴ法とは、幾何学的・化学的に不規則なミクロポーラス・メソポーラスな炭素の細孔径解析を対象とした、約０．５ｎｍ～約４０ｎｍまでの細孔径分布の計算ができる解析手法である。ＱＳＤＦＴ法では、細孔表面の粗さと不均一性による影響が明瞭に考慮されているため、細孔径分布解析の正確さが大幅に向上した手法である。本発明においては、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＡＵＴＯＳＯＲＢ－１－ＭＰ」を用いて窒素吸着等温線の測定、及びＱＳＤＦＴ法による細孔径分布解析をおこなう。７７Ｋの温度において測定した窒素の脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとしてＮ2　ａｔ　７７Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ　ｐｏｒｅ，ＱＳＤＦＴ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｍｏｄｅｌ］を適用して細孔径分布を計算することで、特定の細孔径範囲の細孔容積を算出することができる。
　図１は、バナジウム化合物を含む活性炭前駆体を賦活ガスとしてＣＯ2を用いて賦活したときの、賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積の関係を説明するグラフである。以下、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物としこれをＣＯ2で賦活した場合は、該バナジウム化合物が、細孔径１．０ｎｍ以下の細孔の発達に大きく影響し、当該細孔径１．０ｎｍ以下の細孔の発達において他の金属化合物を用いた場合等と全く異なる挙動を示すことを説明する。
　まず、図１に示す試験について説明する。
　下記条件１－１～６－３について試験をおこなった。
　＜条件１－１：Ｖ添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．０９４質量％であった。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ3）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で１５分間熱処理することにより賦活をおこない、条件１－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．２８０ｃｃ／ｇであった。
　＜条件１－２：Ｖ添加＞
　賦活時間を２５分とした以外は、条件１－１と同様にし、条件１－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４０１ｃｃ／ｇであった。
　＜条件１－３：Ｖ添加＞
　賦活時間を４０分とした以外は、条件１－１と同様にし、条件１－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．５００ｃｃ／ｇであった。
　上記条件１－１～１－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　＜条件２－１：Ｖ／Ｙ添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部と、トリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：１５５５４－４７－９）０．０６質量部と、を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．０９質量％、イットリウムの含有量は０．０１１質量％であった。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ3）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、条件２－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３７８ｃｃ／ｇであった。
　＜条件２－２：Ｖ／Ｙ添加＞
　賦活時間を３８分とした以外は、条件２－１と同様にし、条件２－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４２７ｃｃ／ｇであった。
　＜条件２－３：Ｖ／Ｙ添加＞
　賦活時間を４４分とした以外は、条件２－１と同様にし、条件２－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４４２ｃｃ／ｇであった。
　上記条件２－１～２－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　＜条件３－１：Ｚｎ添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して金属成分としてカプリル酸亜鉛（ＣＡＳ番号：５５７－０９－５）１．３質量部を添加し混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、亜鉛の含有量は０．１９質量％であった。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ3）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、条件３－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．２５８ｃｃ／ｇであった。
　＜条件３－２：Ｚｎ添加＞
　賦活時間を６０分とした以外は、条件３－１と同様にし、条件３－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３８３ｃｃ／ｇであった。
　＜条件３－３：Ｚｎ添加＞
　賦活時間を１００分とした以外は、条件３－１と同様にし、条件３－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４６７ｃｃ／ｇであった。
　上記条件３－１～３－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　＜条件４－１：Ｚｒ添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してアセチルアセトナトジルコニウム（ＣＡＳ番号：１７５０１－４４－９）０．８質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、ジルコニウムの含有量は０．１９質量％であった。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ３）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、条件４－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．２５９ｃｃ／ｇであった。
　＜条件４－２：Ｚｒ添加＞
　賦活時間を４０分とした以外は、条件４－１と同様にし、条件４－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３１５ｃｃ／ｇであった。
　＜条件４－３：Ｚｒ添加＞
　賦活時間を６０分とした以外は、条件４－１と同様にし、条件４－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３６７ｃｃ／ｇであった。
　上記条件４－１～４－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　＜条件５－１：Ｙ添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して金属成分としてトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：１５５５４－４７－９）１．０質量部を添加し混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、イットリウムの含有量は０．１６質量％であった。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ３）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、条件５－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．２７８ｃｃ／ｇであった。
　＜条件５－２：Ｙ添加＞
　賦活時間を３２分とした以外は、条件５－１と同様にし、条件５－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３０２ｃｃ／ｇであった。
　＜条件５－３：Ｙ添加＞
　賦活時間を４０分とした以外は、条件５－１と同様にし、条件５－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３５２ｃｃ／ｇであった。
　上記条件５－１～５－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　＜条件６－１：金属未添加＞
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。金属成分は未添加であるため、該活性炭前駆体の金属含有量は０質量％である。得られた活性炭前駆体１０ｇを賦活炉（容積０．０４４ｍ3）に仕込み、ＣＯ2濃度が１００容量％、温度約２０℃の導入ガスを約１５Ｌ／ｍｉｎ（０℃１気圧換算）の流量で賦活炉内へ導入した。賦活炉内の雰囲気温度９５０℃で６０分間熱処理することにより賦活をおこない、条件６－１の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．３１１ｃｃ／ｇであった。
　＜条件６－２：金属未添加＞
　賦活時間を９０分とした以外は、条件６－１と同様にし、条件６－２の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４２８ｃｃ／ｇであった。
　＜条件６－３：金属未添加＞
　賦活時間を１２５分とした以外は、条件６－１と同様にし、条件６－３の活性炭を得た。得られた活性炭の１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａは、０．４６２ｃｃ／ｇであった。
　上記条件６－１～６－３の賦活時間と１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａの関係を図１にプロットした。
　上記条件１－１～６－３の試験の記載及び図１に示すように、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物としこれをＣＯ2で賦活した条件１－１～１－３及び条件２－１～２－３は、他の条件と比較して、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔の発達速度が著しく大きくなった。これらから、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物としこれをＣＯ2で賦活した場合は、該バナジウム化合物が、１．０ｎｍ以下の細孔径の細孔の発達に大きく影響し、当該１．０ｎｍ以下の細孔径の細孔の発達において他の金属化合物を用いた場合等と全く異なる挙動を示すことが明らかとなった。そして、本発明者等がさらなる検討をしたところ、活性炭前駆体に含有させる金属化合物としてバナジウム化合物を用い、賦活ガスとして水蒸気よりもゆるやかに反応するＣＯ2を選択して、該活性炭前駆体を、賦活し、且つ、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａを特定範囲とした活性炭は、メソ細孔を発達させることを要することなく、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有することが明らかとなったのである。
　本発明の活性炭が、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても高い総トリハロメタンろ過能力を有する理由としては必ずしも定かではないが、上記したように細孔径１．０ｎｍ以下の範囲の細孔の発達において全く異なる挙動を示すことから、当該細孔の形状や細孔量、構造等が従来のものと全く異なるものと推測され、これにより、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有すると考えられる。特に、本発明品は１．０ｎｍ以下の範囲の細孔が多く存在するため、当該細孔が総トリハロメタン分子の吸着サイトとして、有効に寄与していることが考えられる。
　本発明の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上であり、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、当該細孔容積Ａは０．３５ｃｃ／ｇ以上が好ましい。当該細孔容積Ａの上限値については特に制限されないが、例えば、０．８ｃｃ／ｇが挙げられ、０．６ｃｃ／ｇが好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．６５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．１０ｃｃ／ｇ以上０．４０ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．１８ｃｃ／ｇ以上０．４０ｃｃ／ｇ以下がより好ましく、０．１５ｃｃ／ｇ以上０．２３ｃｃ／ｇ以下がさらに好ましく、０．１８ｃｃ／ｇ以上０．２３ｃｃ／ｇ以下が特に好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．２０ｃｃ／ｇ以上０．５５ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．２５ｃｃ／ｇ以上０．５５ｃｃ／ｇ以下がより好ましく、０．２８ｃｃ／ｇ以上０．３５ｃｃ／ｇ以下がさらに好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂは、０．２５ｃｃ／ｇ以上が好ましく、０．３８ｃｃ／ｇ以上がより好ましく、０．３８ｃｃ／ｇ以上０．６０ｃｃ／ｇ以下がさらに好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｃは、０．２５ｃｃ／ｇ以上が好ましく、０．３８ｃｃ／ｇ以上０．６０ｃｃ／ｇ以下がより好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、２．０ｎｍ以上の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０２ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．０１ｃｃ／ｇ以下がより好ましく、０．００５ｃｃ／ｇ以下がさらに好ましい。当該細孔容積の下限値については特に制限されないが、例えば、０．００１ｃｃ／ｇとすることができる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０１ｃｃ／ｇ以上０．１２ｃｃ／ｇ以下が好ましい。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０１ｃｃ／ｇ以上０．０６ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０１５ｃｃ／ｇ以上０．１４ｃｃ／ｇ以下が好ましい。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記１．０ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０１５ｃｃ／ｇ以上０．０８ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．６５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０８ｃｃ／ｇ以上０．１５ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．１００ｃｃ／ｇ以上０．１３０ｃｃ／ｇ以下がより好ましい。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記０．６５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．１００ｃｃ／ｇ以上０．１２５ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．６５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０６０ｃｃ／ｇ以上０．２５０ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．１００ｃｃ／ｇ以上０．２５０ｃｃ／ｇ以下がより好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．８ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、０．０１ｃｃ／ｇ以上０．２２ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｄは、０．０００ｃｃ／ｇ以上０．０４ｃｃ／ｇ以下が好ましく、０．００１ｃｃ／ｇ以上０．０４ｃｃ／ｇ以下がより好ましい。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｄは、０．００１ｃｃ／ｇ以上０．０１ｃｃ／ｇ以下が好ましい。
　本発明の活性炭は、活性炭の比表面積（窒素を被吸着物質として用いたＢＥＴ法（１点法）により測定される値）としては、例えば５００～３０００ｍ2／ｇ程度が挙げられ、好ましくは７００～３０００ｍ2／ｇ程度、より好ましくは７００～１７００ｍ2／ｇ程度、さらに好ましくは８００～１３００ｍ2／ｇ程度、特に好ましくは９００～１３００ｍ2／ｇ程度が挙げられる。また、ＱＳＤＦＴ法によって算出される活性炭の全細孔容積としては、例えば０．２０～０．８０ｃｃ／ｇ程度が挙げられ、好ましくは０．３５～０．８０ｃｃ／ｇ程度、より好ましくは０．３５０～０．６００ｃｃ／ｇ程度、さらに好ましくは０．３８０～０．６００ｃｃ／ｇ程度、特に好ましくは０．３８０～０．５２０ｃｃ／ｇ程度が挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記細孔容積Ａと前記細孔容積Ｂの比（細孔容積Ａ／細孔容積Ｂ）は、０．７５～１．００が挙げられ、０．８０～０．９５が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記細孔容積Ａと前記細孔容積Ｃの比（細孔容積Ａ／細孔容積Ｃ）は、０．７５～１．００が挙げられ、０．７５～０．９５が好ましく挙げられる。また、当該比は、０．７５～０．８９とすることもできる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記細孔容積Ａと前記細孔容積Ｄの比（細孔容積Ｄ／細孔容積Ａ）は、０．００～０．０７、０．０１～０．０７が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対する前記細孔容積Ａの割合（細孔容積Ａ／全細孔容積）は、０．７５～１．００が挙げられ、０．７５～０．９５が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対する前記細孔容積Ｂの割合（細孔容積Ｂ／全細孔容積）は、０．９５～１．００が挙げられ、０．９５～０．９９が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対する前記細孔容積Ｃの割合（細孔容積Ｃ／全細孔容積）は、０．９８～１．００が挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対する前記細孔容積Ｄの割合（細孔容積Ｄ／全細孔容積）は、０．０５以下が挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対するＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．６５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積の割合（０．６５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積／全細孔容積）は、０．３～０．８が挙げられ、０．３～０．５２が好ましく挙げられる。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記割合は、０．４２～０．５２が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、前記全細孔容積に対するＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積の割合（０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積／全細孔容積）は、０．５～０．９８が挙げられ、０．５～０．７８が好ましく挙げられる。また、総トリハロメタンの中でも、クロロホルムろ過能力をより発揮させる観点から、上記割合は、０．６８～０．７８が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭は、バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む。前述のように、当該バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物は、賦活する前の活性炭前駆体に含まれるイットリウム化合物に由来するものである。
　本発明の活性炭の総質量における、該活性炭に含有されるバナジウム単体及びバナジウム化合物の質量の割合（合計）としては、例えば、０．０１～１．０質量％が挙げられ、０．０１～０．３質量％が好ましく挙げられる。上記割合は、ＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定されるバナジウム元素換算の割合（すなわち、バナジウムの含有量）である。本発明において、活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物の少なくとも一部を、洗浄除去してもよい。バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を洗浄除去した活性炭は、バナジウム単体及びバナジウム化合物の質量の割合（合計）が０．００質量％であってもよい。
　また、本発明の活性炭は、本発明の効果を阻害しない範囲で、バナジウム以外の金属単体及び／又はバナジウム以外の金属化合物も含むことができる。当該バナジウム以外の金属単体及び／又はバナジウム以外の金属化合物としては、構成金属元素として、例えば、Ｙ（イットリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｌａ（ランタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｏ（コバルト）、及びＦｅ（鉄）からなる群より選ばれる１種以上の金属元素、からなるものが挙げられる。なお、当該バナジウム以外の金属単体及び／又はバナジウム以外の金属化合物は、本発明の活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物と同様、賦活する前の活性炭前駆体に含まれるものに由来するものである。
　中でも、上記バナジウム以外の金属単体及び／又はバナジウム以外の金属化合物として、イットリウム単体及び／又はイットリウム化合物とした場合は、バナジウムの効果により１．０ｎｍ以下のミクロ孔容量を大きく維持し、尚且つイットリウムの効果により、やや大きな細孔も適度に分布させることができ、これらのやや大きな細孔が被吸着物質の細孔内拡散を補助するため、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理において有利になる点で好ましい。
　本発明の活性炭において、バナジウム以外の金属単体及び／又はバナジウム以外の金属化合物をさらに含む場合、活性炭の総質量における、バナジウム以外の金属単体及びバナジウム以外の金属化合物の質量の割合（合計）としては、例えば、０．００１～０．０５質量％が挙げられる。上記割合は、ＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定される当該金属元素換算の割合（すなわち、当該金属の含有量）である。また、本発明の活性炭において、本発明の活性炭の総質量における、該活性炭に含有されるバナジウム単体及びバナジウム化合物の質量の割合（合計）と、該活性炭に含有されるバナジウム以外の金属単体及びバナジウム以外の金属化合物の質量の割合（合計）と、の比（バナジウム単体及びバナジウム化合物の質量の割合／バナジウム以外の金属単体及びバナジウム以外の金属化合物の質量の割合（合計））としては、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、より高い総トリハロメタンろ過能力を有しやすくする観点から、５～１２が好ましく挙げられる。
　本発明の活性炭の形態は特に限定されないが、例えば、粒状活性炭、粉末状活性炭、繊維状活性炭等が挙げられる。フィルター加工して用いる場合の加工性や浄水器で使用する場合の吸着速度の観点から繊維状活性炭とすることがより好ましい。繊維状活性炭の平均繊維径としては、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは５～２０μｍ程度が挙げられる。なお、本発明の繊維状活性炭の平均繊維径は、画像処理繊維径測定装置（ＪＩＳ　Ｋ　１４７７に準拠）により測定した値である。また、粒状活性炭及び粉末状活性炭の粒径としては、レーザー回折／散乱式法で測定した積算体積百分率Ｄ50が０．０１～５ｍｍが挙げられる。
　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３ｃｃ／ｇ以上であり、バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む本発明の活性炭は、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができる。本発明の活性炭が備える、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理における総トリハロメタンろ過能力としては、例えば、ＳＶ３０００ｈ-1の場合５０～９０Ｌ／ｇが挙げられ、６０～８０Ｌ／ｇが好ましく挙げられる。
　上記総トリハロメタンろ過能力（Ｌ／ｇ）の測定は、以下の方法によりおこなう。すなわち、活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填する。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填する。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいて総トリハロメタン（ＣＨＣｌ3：ＣＨＣｌ2Ｂｒ：ＣＨＣｌＢｒ2：ＣＨＢｒ3＝４５：３０：２０：５）濃度が１００±２０ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水する。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定する。濾過水の総トリハロメタン除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭の総トリハロメタン吸着能力とする。
　さらに、本発明の活性炭が備える、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理におけるクロロホルムろ過能力としては、例えば、ＳＶ３０００ｈ-1の場合４５～９０Ｌ／ｇが挙げられ、５０～７０Ｌ／ｇが好ましく挙げられる。
　上記クロロホルムろ過能力（Ｌ／ｇ）の測定は、以下の方法によりおこなう。すなわち、活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填する。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填する。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいてクロロホルム濃度が６０±１２ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水する。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定する。濾過水のクロロホルム除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭のクロロホルム吸着能力とする。
　次に、本発明の活性炭の製造方法について詳細に説明する。
　本発明の活性炭の製造方法は、バナジウムを０．０５～１．５質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が９０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する工程を含むことが好ましい。すなわち、本発明の活性炭は、バナジウムを０．０５～１．５質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が９０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する賦活工程を含む方法によって得られる、活性炭であってもよい。さらに、当該賦活工程の後、活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物の少なくとも一部を洗浄除去する工程を含む方法によって得られる、活性炭であってもよい。
　従来、浄水用途、特にトリハロメタン等の低分子の有機ハロゲン系化合物を除去する活性炭においては、活性炭前駆体を、水蒸気を多く含む雰囲気下で賦活する方法が多くおこなわれている。例えば、特許文献１には、実施可能な方法として、フラーレンを活性炭前駆体とし、水蒸気／窒素＝５０／５０（体積比）の雰囲気下で賦活をおこなうことが開示されている。また、特許文献２にも、細孔直径３０Å以上５０Å未満の細孔の容積を特定範囲とするため、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｙ、Ｐｔ及びＧｄの少なくとも１種の金属成分を含有する活性炭前駆体を、窒素及び飽和水蒸気が存在する雰囲気下、賦活をおこなう方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、メソ細孔の容積を大きくするために１．０ｎｍ以下の細孔径の細孔容積が小さくなってしまい、高い空塔速度の条件下での総トリハロメタンのろ過能力が十分発揮できない。
　一方、本発明の活性炭の製造方法では、バナジウムを０．０５～１．５質量％含む活性炭前駆体を、水蒸気よりもゆるやかに反応するＣＯ2を９０容量％以上含む賦活ガスを用いて賦活させることにより、前述した他の金属化合物を用いた場合等と全く異なる挙動を示し、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができる。
　本発明の活性炭の製造方法において、活性炭前駆体の主原料としては、特に制限されない。例えば、不融化或いは炭素化した有機質材料、フェノール樹脂等の不融性樹脂等が挙げられ、該有機質材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ピッチ、ポリビニルアルコール、セルロース等が挙げられる。炭素化時の理論炭素化収率の点で、ピッチが好ましく、ピッチの中でも特に石炭ピッチが好ましい。
　本発明の活性炭の製造方法において、活性炭前駆体の前記バナジウムの含有量としては、０．０８～１．０質量％が好ましい。バナジウムは、バナジウム単体或いはバナジウム化合物を前記活性炭前駆体の主原料と混合することにより含有させることができる。活性炭前駆体の主原料に混合するバナジウム化合物としては、バナジウムを構成金属元素とする、金属酸化物、金属水酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩等の無機金属化合物、酢酸等の有機酸と金属との塩、有機金属化合物などが挙げられる。有機金属化合物としては、金属アセチルアセトナート、芳香族金属化合物等が挙げられる。中でも、活性炭前駆体中に金属を高分散させて、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得る観点から、有機金属化合物とすることが好ましく、有機金属化合物としては、β－ジケトン型化合物を配位子とする金属錯体がより好ましく挙げられる。β－ジケトン型化合物としては、下記式（１）～（３）に示す構造を有するものが挙げられ、具体的にはアセチルアセトン等が挙げられる。なお、本発明の活性炭において、さらにイットリウム単体及び／又はイットリウム化合物をさらに含むものとする場合は、バナジウム単体或いはバナジウム化合物と、イットリウム単体及び／又はイットリウム化合物を、活性炭前駆体の主原料と混合することにより含有させればよい。また、活性炭前駆体の主原料に混合するイットリウム化合物としては、バナジウム化合物と同様、イットリウムを構成金属元素とする、金属酸化物、金属水酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩等の無機金属化合物、酢酸等の有機酸と金属との塩、有機金属化合物などが挙げられる。有機金属化合物としては、金属アセチルアセトナート、芳香族金属化合物等が挙げられる。中でも、活性炭前駆体中に金属を高分散させて、高い空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得る観点から、有機金属化合物とすることが好ましく、有機金属化合物としては、β－ジケトン型化合物を配位子とする金属錯体がより好ましく挙げられる。β－ジケトン型化合物としては、下記式（１）～（３）に示す構造を有するものが挙げられ、具体的にはアセチルアセトン等が挙げられる。
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　本発明の製造方法において、賦活の雰囲気は、ＣＯ2濃度が９０容積％以上であり、好ましくは９５容積％以上、より好ましくは９９容積％以上である。前述のようにＣＯ2を賦活ガスとするとゆるやかに反応が進むことから、ＣＯ2濃度が高くなるほど細孔径分布を調整しやすくなり、本発明の活性炭が得られやすくなる。
　賦活の雰囲気において、ＣＯ2以外の他の成分としては、Ｎ2、Ｏ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯが挙げられる。
　本発明の活性炭の製造方法において、賦活の雰囲気温度は通常９００～１０００℃程度であり、好ましくは９００～９８０℃程度である。また、賦活時間としては、活性炭前駆体の主原料、金属化合物の含有量、賦活ガス中のＣＯ2濃度等に応じ、所定の細孔径分布となるよう調整すればよい。例えば、活性炭前駆体の主原料として軟化点が２７５℃～２８８℃のピッチを用い、活性炭前駆体の前記金属化合物の含有量として０．１～１．５質量部含有するものとして、ＣＯ2濃度を１００容量％とした場合は、賦活の雰囲気温度は９００～１０００℃、賦活時間は２０～７０分として賦活をすることが挙げられる。
　以下に、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。
　各実施例及び比較例につき、以下の方法により評価した。
　（１）活性炭前駆体（不融化したピッチ繊維）のバナジウム含有量及びイットリウム含有量（質量％）
　ピッチ繊維を灰化処理し、灰分を酸に溶解しＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定される、バナジウム元素換算の割合及びイットリウム元素換算の割合をそれぞれバナジウム含有量及びイットリウム含有量とした。
　（２）活性炭の金属含有量（質量％）
　繊維状活性炭を灰化処理し、灰分を酸に溶解しＩＣＰ発光分光分析装置（Ｖａｒｉａｎ社製型式７１５－ＥＳ）により測定されるバナジウム元素換算の割合及びイットリウム元素換算の割合をそれぞれバナジウム含有量及びイットリウム含有量とした。
　（３）細孔容積（ｃｃ／ｇ）、比表面積（ｍ2／ｇ）、繊維状活性炭の繊維径（μｍ）
　細孔物性値は、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＡＵＴＯＳＯＲＢ－１－ＭＰ」を用いて７７Ｋにおける窒素吸着等温線より測定した。比表面積はＢＥＴ法によって相対圧０．１の測定点から計算した。全細孔容積及び表１に記載した各細孔径範囲における細孔容積は、測定した窒素脱着等温線に対し、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌとしてＮ2　ａｔ　７７Ｋ　ｏｎ　ｃａｒｂｏｎ［ｓｌｉｔ　ｐｏｒｅ，ＱＳＤＦＴ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｍｏｄｅｌ］を適用して細孔径分布を計算することで、解析した。具体的に、表１に記載した各細孔径範囲における細孔容積は、図１～１１に示した細孔径分布を示すグラフの読み取り値又は該読み取り値から計算される値である。より具体的に、細孔径０．６５ｎｍ以下の細孔容積は、細孔径分布図の横軸Ｐｏｒｅ　Ｗｉｄｔｈが０．６５ｎｍにおけるＣｕｍｕｌａｔｉｖｅ　Ｐｏｒｅ　Ｖｏｌｕｍｅ（ｃｃ／ｇ）の読み取り値である。同様にして、細孔径０．８ｎｍ以下の細孔容積、細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積Ａ、細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ｂ、細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積Ｃを得た。細孔径２．０ｎｍ以上の細孔容積は、ＱＳＤＦＴ法により得られる全細孔容積から上記細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積Ｃを減ずることで計算した。細孔径１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔容積は、上記細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ｂから上記細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積Ａを減ずることで計算した。細孔径１．０ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔容積は、上記細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積Ｃから上記細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積Ａを減ずることで計算した。０．６５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、上記細孔径０．８ｎｍ以下の細孔容積から上記細孔径０．６５ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。０．６５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、上記細孔径１．０ｎｍ以下の細孔容積Ａから上記細孔径０．６５ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。０．８ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、上記細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ｂから上記細孔径０．８ｎｍ以下の細孔容積を減ずることで計算した。１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積は、上記細孔径２．０ｎｍ以下の細孔容積Ｃから上記細孔径１．５ｎｍ以下の細孔容積Ｂを減ずることで計算した。
　（４）繊維状活性炭の繊維径（μｍ）
　画像処理繊維径測定装置（ＪＩＳ　Ｋ　１４７７に準拠）により測定した。
　（５）総トリハロメタンろ過能力（Ｌ／ｇ）
　繊維状活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填した。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填した。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいて総トリハロメタン（ＣＨＣｌ3：ＣＨＣｌ2Ｂｒ：ＣＨＣｌＢｒ2：ＣＨＢｒ3＝４５：３０：２０：５）濃度が１００±２０ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水した。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定した。濾過水の総トリハロメタン除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭の総トリハロメタン吸着能力とした。
　（６）クロロホルムろ過能力（Ｌ／ｇ）
　繊維状活性炭を１０５℃の乾燥機で２時間以上乾燥後、３．０ｇを採取し、ミキサーで叩解した後にガラスカラムに充填した。ガラスカラムは直径２５ｍｍのものを用い、高さ４１ｍｍになるように充填した。ＪＩＳ－Ｓ－３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づいてクロロホルム濃度が６０±１２ｐｐｂの試料水を調製し、水温２０℃±１℃に管理し、空塔速度３０００ｈ-1で活性炭カラムに通水した。試料水及び濾過水の濃度は、非放射線源式電子捕獲型検出器（ＧＣ７０００ＥＮ、株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製）を使用しヘッドスペース法で測定した。濾過水のクロロホルム除去率が８０％を下回るまで連続して試料水を通水し、除去率８０％の通水量（Ｌ／ｇ）を活性炭のクロロホルム吸着能力とした。
　（実施例１）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して、ビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部、及びトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：１５５５４－４７－９）０．０６質量部と、を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．０９質量％、イットリウムの含有量は０．０１１質量％であった。
　得られた活性炭前駆体をＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例１の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３７８ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．１６質量％、イットリウムの含有量は０．０２質量％、平均繊維径は１３．６μｍであった。
　（実施例２）
　賦活時間を３８分とした以外は、実施例１と同様にし、実施例２の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４２７ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．１９質量％、イットリウムの含有量は０．０２質量％、平均繊維径は１３．１μｍであった。
　（実施例３）
　賦活時間を４４分とした以外は、実施例１と同様にし、実施例３の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４４２ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．２２質量％、イットリウムの含有量は０．０３質量％、平均繊維径は１３．０μｍであった。
　（実施例４）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して、ビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．０９質量％であった。
　得られた活性炭前駆体をＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で２５分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例４の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４０１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．１７質量％、平均繊維径は１３．９μｍであった。
　（実施例５）
　賦活時間を４４分とした以外は、実施例４と同様にし、実施例５の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．５３３ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．２２質量％、平均繊維径は１３．２μｍであった。
　（実施例６）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して、ビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２５℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中３６４℃まで段階的に昇温し、合計８７分間保持することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．１０質量％であった。
　得られた活性炭前駆体をＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で５０分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例６の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３８１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．２９質量％、平均繊維径は１３．６μｍであった。
　（実施例７）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対して、ビス（２，４－ペンタンジオナト）バナジウム（ＩＶ）オキシド（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．６質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２５℃で溶融混合し、吐出量１６ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中３３５℃まで段階的に昇温し、合計８７分保持することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．０８質量％であった。
　得られた活性炭前駆体をＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で５０分間熱処理することにより賦活をおこない、実施例７の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３９３ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．２１質量％、平均繊維径は１３．７μｍであった。
　（比較例１）
　特許文献２の実施例５を模擬した試験をおこなった。具体的に、有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：１５５５４－４７－９）１．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、Ｈ2Ｏ濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９００℃で２０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例１の活性炭を得た。得られた活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．２４１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１６．５μｍであった。
（比較例２）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、Ｈ2Ｏ濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度８７５℃で４０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例２の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４０１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１６．７μｍであった。
　（比較例３）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例３の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．３１１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１８．５μｍであった。
　（比較例４）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６７分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例４の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４１８ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１６．８μｍであった。
　（比較例５）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で７０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例５の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４３１ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１６．８μｍであった。
　（比較例６）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）０．３質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量２０ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が１００容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で６０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例６の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．４２９ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、繊維径は１８．２μｍであった。
　（比較例７）
　有機質材料として、軟化点が２８０℃の粒状石炭ピッチ１００質量部に対してトリスアセチルアセトナトイットリウム（ＣＡＳ番号：３１５３－２６－２）１．０質量部を混合したものを、溶融押出機に供給し、溶融温度３２０℃で溶融混合し、吐出量１９ｇ／ｍｉｎで紡糸することによりピッチ繊維を得た。得られたピッチ繊維を空気中常温から３５４℃まで１～３０℃／分の割合で５４分間昇温することにより不融化処理をおこない、不融化されたピッチ繊維である活性炭前駆体を得た。該活性炭前駆体において、バナジウムの含有量は０．００質量％であった。
　得られた活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が５０容量％、Ｈ2Ｏ濃度が５０容量％のガスを賦活炉内に連続的に導入し、雰囲気温度９５０℃で２０分間熱処理することにより賦活をおこない、比較例７の活性炭を得た。得られた活性炭は、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａが０．２５５ｃｃ／ｇ、バナジウムの含有量は０．００質量％、平均繊維径は１４．６μｍであった。
　得られた活性炭の物性を表１及び表２に示す。また、図２～１５に、実施例１～７、比較例１～７の活性炭のＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔径分布図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例１～７の活性炭は、ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａ（ｃｃ／ｇ）が０．３００ｃｃ／ｇ以上であり、バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含んでおり、大きな空塔速度（ＳＶ）での通水処理においても、高い総トリハロメタンろ過能力を有する活性炭を得ることができるものであった。特に、ほぼ同様の細孔構造を有している実施例２と比較例２とを比較すると、バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含有しているか否かによる上記効果の差が明らかである。
　一方、比較例１～７の活性炭は、上記総トリハロメタンろ過能力が劣るものであった。

Claims (12)

  1. 　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．０ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ａ（ｃｃ／ｇ）が０．３００ｃｃ／ｇ以上であり、
    　バナジウム単体及び／又はバナジウム化合物を含む、活性炭。
  2. 　ＱＳＤＦＴ法によって算出される細孔容積のうち、１．５ｎｍ以下の範囲の細孔径の細孔容積Ｂ（ｃｃ／ｇ）が０．３８ｃｃ／ｇ以上である、請求項１に記載の活性炭。
  3. 　前記細孔容積Ｂに対する前記細孔容積Ａの割合（細孔容積Ａ／細孔容積Ｂ）が０．７５～１．００である、請求項１又は２に記載の活性炭。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の活性炭に含まれる前記バナジウム単体及び／又は前記バナジウム化合物の少なくとも一部を洗浄除去してなる、活性炭。
  5. 　バナジウムを０．０５～１．５質量％含む活性炭前駆体を、ＣＯ2濃度が９０容積％以上の雰囲気下、温度９００～１０００℃で賦活する賦活工程を含む方法によって得られる、活性炭。
  6. 　前記賦活工程の後、前記活性炭に含まれるバナジウム単体及び／又はバナジウム化合物の少なくとも一部を洗浄除去する工程を含む、請求項５に記載の活性炭。
  7. 　総トリハロメタンろ過能力が５０Ｌ／ｇ以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載の活性炭。
  8. 　前記活性炭が繊維状活性炭である、請求項１～７のいずれか１項に記載の活性炭。
  9. 　浄水フィルター用である、請求項１～８のいずれか１項に記載の活性炭。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の活性炭を含む、浄水フィルター。
  11. 　請求項１０に記載の浄水フィルターを含む、浄水カートリッジ。
  12. 　請求項１１に記載の浄水カートリッジを含む、浄水器。
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