VOCs治(zhì)理中常見吸附劑種類及特點解析
VOCs 的治理方法有多種,吸附法具(jù)有效率高(gāo)、能耗低(dī)、操作(zuò)簡單、可回收等優點,因而成(chéng)為處理VOCs 常見的方式(shì)之一。特別是(shì)用在工程(chéng)項目的組合工藝如“光催化/低(dī)溫等(děng)離子+吸附”類的組(zǔ)合工(gōng)藝上,此(cǐ)外,在大風量低濃度的有機廢氣治理中,也充當富集的預處理功(gōng)能作用(yòng)。
VOCs 吸附劑主要包括以下幾大類:活性炭、分子(zǐ)篩、黏土、金屬有機骨架材料(liào)、有機吸附(fù)劑。
1)活性炭:活性炭是應(yīng)用最(zuì)廣泛的一類吸附劑(jì),它具有疏鬆多孔的性質(zhì),具有較高的比表麵積和較大的(de)孔容積,對VOCs 的吸附能力較強,尤其對苯係物等大分子VOCs 的脫(tuō)除效果顯著,但是對甲醛等小分子吸附性能較差。活性(xìng)炭的表麵官能團結構對活(huó)性(xìng)炭吸附性能(néng)有重要影響,常常通過(guò)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(biǎo)麵酸堿性及孔結構從而改(gǎi)善其吸附(fù)VOCs 的性能。
2)分子篩:分子篩是優良的VOCs 吸(xī)附劑之一,有較大(dà)比表麵積和(hé)微孔體積,對水等極性分子有強烈的(de)吸(xī)附能力。目前使用較多的吸(xī)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(de)吸附。不同類型的(de)分子篩對VOCs 的吸附效果不同,這就(jiù)要求對分子篩進行化學修飾和改性,提高對VOCs 的去除效果。
3)黏土:黏土因其比表麵積較大(dà)、孔結構和成本低廉而得到廣泛應用。海泡石、坡縷石等比表麵積(jī)相對較大的黏(nián)土礦物可直接應用於氣(qì)體吸附(fù)。膨潤土是一種以蒙(méng)脫石為主要成分的黏土礦物,具(jù)有較大的比表麵積和陽離子交(jiāo)換容量。表麵活性改性後的有(yǒu)機膨潤土吸附有機汙染物的性能(néng)顯著提高,經不同表麵活性劑改性(xìng)製備的有機膨潤(rùn)土(tǔ)對吸附質具有選擇性。
4)金(jīn)屬(shǔ)有機骨架材料:金屬有機骨(gǔ)架材料(MOFs) 是近十幾年(nián)發展(zhǎn)起來的一類新型材料。由於具有高比表麵積及化學性質穩定等(děng)特點,在環境(jìng)有害有機氣體吸附方(fāng)麵的應用得到科研(yán)人員的(de)廣泛研(yán)究。研究較多(duō)的MOFs吸附VOCs 的材(cái)料包括MOF-5、MIL-101 和MOF-177 等。金屬有機框(kuàng)架對特定(dìng)的VOCs有獨(dú)特的吸附效果,如ZIF-8/PDVB型金屬有機(jī)框架吸附劑對甲苯、乙酸乙(yǐ)酯均具有(yǒu)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)有機吸附劑:有機(jī)吸附劑主要是指高聚物吸附樹脂。高聚物吸附樹脂是指一類多孔性的、高度(dù)交聯的,並以吸附為特(tè)點,對有機物具有濃縮、分離作用的高分子聚合物。吸附樹(shù)脂(zhī)主要分為凝膠型(xíng)和大(dà)孔型,目(mù)前使用廣(guǎng)泛的是(shì)大孔型吸附樹脂。隨著大孔離(lí)子交換樹(shù)脂的出現(xiàn),大孔吸附樹脂得到了發展。在吸附性(xìng)能上吸附樹脂與活性炭很相似,大多可以定量吸附,重複使用。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(shāng)品吸附樹脂品牌有200 多種,並且還在不斷的增加。按照(zhào)樹脂的表麵性質,吸附樹脂一般分(fèn)為非極性、中極性、極性和強極性四類。
(來(lái)源:VOCs減排工作站(zhàn))
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