VOCs治理中常見吸附劑種類及特點解析
VOCs 的治理方法有多種,吸附法(fǎ)具有(yǒu)效(xiào)率高、能(néng)耗(hào)低、操作(zuò)簡單、可回收(shōu)等優點,因而成為處理VOCs 常(cháng)見的方式之一。特別是用在工程項目的組合工藝如(rú)“光催化/低溫(wēn)等離子+吸附(fù)”類的組合工藝上,此外,在大風量低濃度的有機廢氣(qì)治理中,也充當富集的預處理功能作用。
VOCs 吸(xī)附劑主要包括以下幾大類:活性炭(tàn)、分子(zǐ)篩、黏土、金屬有機骨(gǔ)架材料、有機吸附劑。
1)活性炭:活性炭是應用(yòng)最廣泛的一類吸附劑,它具有疏鬆多孔的性質(zhì),具有較高的比表(biǎo)麵積(jī)和較大的孔(kǒng)容積,對VOCs 的(de)吸附(fù)能力較強,尤其對苯係(xì)物等(děng)大分子VOCs 的脫除(chú)效果(guǒ)顯(xiǎn)著,但是(shì)對甲醛等小分子(zǐ)吸附性能較(jiào)差。活性炭的表麵官能團結構對活性炭吸附性能有重要(yào)影響,常常通過調節活性炭表麵含氮、含氧等官能團的種類及數量來調整活性炭的表麵酸堿性及孔結構從而改善(shàn)其吸附(fù)VOCs 的性能。
2)分子篩:分子篩是優良的VOCs 吸附劑之一,有較(jiào)大比表麵積和微孔體積,對水等極(jí)性分子有強烈的吸附(fù)能力。目前使用較多的吸附劑包括NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41 等。總得來說,分子篩材料已被廣泛用於對VOCs 的吸附。不同類型(xíng)的分子篩對VOCs 的吸附效果不同,這就要求對分子(zǐ)篩(shāi)進行化學修飾和改性,提高(gāo)對VOCs 的去除效果。
3)黏土:黏土因其比表麵積較大、孔(kǒng)結構和成本低廉而得到廣泛應用。海泡石、坡縷(lǚ)石等(děng)比表麵積(jī)相對較大的黏土礦物可直接應用於氣體吸附。膨潤土是一種以蒙脫石為主(zhǔ)要成分的黏土礦物(wù),具有較大的比(bǐ)表麵積和(hé)陽離子交換容量。表麵活性改性後的有機膨潤土吸附有機汙染物的性能顯著提高,經不同(tóng)表麵活性劑改性製備的有機膨潤(rùn)土對吸附質具有(yǒu)選擇(zé)性。
4)金屬有機骨架材料:金屬有(yǒu)機骨架材料(MOFs) 是近十幾年發展起來的一類新型材料。由於具有高比表麵積及化學性質穩(wěn)定等特點,在(zài)環境有害有機(jī)氣體(tǐ)吸附方麵的應用得到科研人員(yuán)的廣泛研究。研究較多的MOFs吸附VOCs 的材料包括MOF-5、MIL-101 和MOF-177 等。金屬有機框架對特定(dìng)的VOCs有獨特的吸附效果,如ZIF-8/PDVB型金屬有機框架(jià)吸附(fù)劑對(duì)甲苯、乙酸乙酯均(jun1)具有優良的吸附性能,這類吸附劑可用在特(tè)定的VOCs處理場合(hé)。
5)有機吸(xī)附劑:有機吸附(fù)劑主要是指高(gāo)聚物吸附樹脂(zhī)。高聚物吸(xī)附樹(shù)脂是指一(yī)類多孔性的、高度交(jiāo)聯的,並以吸附為特(tè)點,對(duì)有機物具有濃(nóng)縮(suō)、分離作用的高分子聚合(hé)物(wù)。吸附樹脂主要分(fèn)為凝膠型和大孔型,目前使用(yòng)廣泛的是大孔型吸附(fù)樹脂。隨著大孔離子交換樹脂的出現,大孔吸附樹脂得到了發展。在吸附性能上吸附樹脂與活性炭很相似,大多可以定量吸(xī)附,重(chóng)複使用。而活性炭雖然(rán)吸附性能很好,可是再生往往很困難。目前已有的商品吸(xī)附(fù)樹脂品牌有200 多種,並且還在不(bú)斷的增加。按照樹脂的表麵性質,吸附(fù)樹脂(zhī)一般(bān)分為非極性、中極性、極(jí)性和強極(jí)性四(sì)類。
(來源:VOCs減排工作站)
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