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VOCs废气管理中常见的吸附剂种类和特点

2021-06-22 16:06:56

VOCs废气管理中常见的吸附剂种类和特点

VOCs管理方法多种多样,吸附法具有效率高、能耗低、操作简单、可回收利用等优点,成为处理VOCs的常见方法之一。在大风量低浓度的有机废气管理中,吸附法也起到了预处理功能的作用。

VOCs吸附剂主要包括活性炭、分子筛、粘土、金属有机骨架材料、有机吸附剂。

(1)活性炭。

活性炭是一种应用广泛的吸附剂,具有疏松多孔的性质,具有较高的比表面积和较大的孔容积,对VOCs的吸附能力强,特别是对苯系物等大分子VOCs的去除效果好,但对甲醛等小分子的吸附性能差。活性炭的表面官能团结构对活性炭的吸附性能有重要影响,通常通过调节活性炭表面含氮、含氧等官能团的种类和数量来调节活性炭的表面酸碱性和孔结构,改变吸附VOCs的性能。

(2)分子筛。

分子筛是优良的VOCs吸附剂之一,比表面积和微孔体积大,对水等极性分子具有较强的吸附能力。目前,NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等吸附剂较多。总之,分子筛材料广泛应用于VOCs的吸附。不同类型的分子筛对VOCs的吸附效果不同,要求分子筛进行化学修饰和改性,提高VOCs的去除效果。

(3)粘土。

粘土比表面积大比表面积大、孔结构低、成本低。海泡石、坡线石等比表面积相对较大的粘土矿物可直接应用于气体吸附。膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物,比表面积和阳离子交换容量大。表面活性改性后的有机膨润土吸附有机污染物性能提高,不同表面活性剂改性制备的有机膨润土对吸附质有选择性。

(4)金属有机骨架材料。

金属有机骨架材料(MOFs)是近十几年发展起来的新材料。由于高比表面积和化学性质稳定等特点,在环境有害有机气体吸附方面的应用被科学研究者广泛研究。多研究的MOFs吸附VOCs材料包括MOF-5、MIL-101、MOF-177等。金属有机框架对特定VOCs具有良好的吸附效果,如ZIF-8/PDVB型金属有机框架吸附剂对甲苯、乙酸乙酯具有良好的吸附性能,这种吸附剂可用于特定VOCs处理场合。

(5)有机吸附剂。

有机吸附剂主要指高聚物吸附树脂。高分子吸附树脂是指多孔性、高交联性、以吸附为特征,对有机物具有浓缩、分离作用的高分子聚合物。吸附树脂主要分为凝胶型和大孔型,目前广泛使用的是大孔型吸附树脂。随着大孔离子交换树脂的出现,大孔吸附树脂发展起来。在吸附性能上,吸附树脂与活性炭非常相似,大多可以定量吸附,重复使用。活性炭吸附性能好,但再生困难。目前,现有的商品吸附树脂品牌有200多种,而且在增加。根据树脂的表面性质,吸附树脂一般分为非极性、中极性、极性和强极性4种。



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