[发明专利]吸附全氟和多氟烷基化合物的活性炭

说明书

[课题]提供对大气试样中的全氟和多氟烷基化合物具有高捕集率的吸附全氟和多氟烷基化合物的活性炭及使用其的过滤体。[解决手段]用于可脱附地吸附大气试样中的全氟和多氟烷基化合物的吸附全氟和多氟烷基化合物的活性炭，其由活性炭吸附材料构成，所述活性炭吸附材料的BET比表面积为900m²/g以上，1nm以下的微孔容积(V_mic)之和为0.35cm³/g以上，2~60nm以下的介孔容积(V_met)之和为0.02cm³/g以上，微孔容积(V_mic)与介孔容积之和(V_met)的容积差(V_s)为0.45以上，表面氧化物量为0.10meq/g以上。

技术领域

本发明涉及捕集大气试样中含有的全氟和多氟烷基化合物的吸附全氟和多氟烷基化合物的活性炭。

背景技术

全氟和多氟烷基化合物是具有高热稳定性、高化学稳定性和高表面修饰活性的氟取代的脂族化合物类。利用上述特性，全氟和多氟烷基化合物被广泛用于表面处理剂或包装材料、液体灭火剂等工业用途和化学用途等。

由于全氟和多氟烷基化合物中的一部分是稳定性非常高的化学物质，所以在释放到环境中后，在自然条件下难以分解。因此，近年来，全氟和多氟烷基化合物被认为是持久性有机污染物(POPs)，自2010年起，在涉及持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约(POPs公约)中，限制了全氟辛烷磺酸(PFOS) (IUPAC名：1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十七氟辛烷-1-磺酸)的制备和使用。

需说明的是，全氟烷基化合物具有完全氟化的直链烷基，是用化学式(ii)表示的物质。例如有全氟辛烷磺酸(PFOS)或全氟辛酸(PFOA) (IUPAC名：2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酸)等。

[数学式2]

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多氟烷基化合物表示烷基的氢的一部分置换成氟而得的化合物，是用化学式(iii)表示的物质。例如有氟调醇(Fluorotelomer Alcohol)等。

[数学式3]

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这样，由于全氟和多氟烷基化合物持续残留在自然界中(水中、土壤中、大气中)，所以对全氟和多氟烷基化合物的定量试验方法的确立进行了研究。定量试验方法的研究的课题是开发对全氟和多氟烷基化合物具有高的吸附和脱附性能的捕集材料。使作为含有微量的全氟和多氟烷基化合物的试样的水或空气与捕集材料接触，从而捕集全氟和多氟烷基化合物，通过提取工序使吸附于捕集材料的该化合物脱附到提取液中，并进行浓缩。浓缩后，可用LC-MS/MS或GC-MS/MS等装置定量测定，进行试样中含有的全氟和多氟烷基化合物的浓度测定。

作为现有的捕集材料，例如提出了由环糊精聚合物构成的有机氟系化合物吸附材料(专利文献1)。该吸附材料仅专门用于吸附，无法进行该化合物的脱附，因此不适合用作定量测定中使用的捕集材料。另外，环糊精聚合物为粉状或微粒状，操作性差，通液或通气时的阻力高，存在微粉末向二次侧流出的风险等问题。

另外，存在如下的问题，即，全氟和多氟烷基化合物以物理化学特性广泛的各种形态残留在环境中，现有的吸附材料没有足够的捕集性能，不能准确地定量测定。

因此，申请人将活性炭作为全氟和多氟烷基化合物用捕集材料进行了研究，发现其可捕集全氟和多氟烷基化合物，对准确的定量测定大为有助。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-101159号公报。

发明内容

发明所要解决的课题