吸附法處理VOC有機(jī)廢氣

VOCs的脫除方法有多種，吸附法具有效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單、可回收等優(yōu)點(diǎn)，因而成為脫除VOCs的有效技術(shù)。

一、吸附機(jī)理

物質(zhì)內(nèi)部的分子所受的力是對(duì)稱的，故彼此處于平衡。但處于界面處的分子的力場(chǎng)是不飽和的，液體或固體物質(zhì)的表面可以吸附這種處于界面的分子，這種一種或幾種物質(zhì)在另一物質(zhì)表面積蓄的過(guò)程和現(xiàn)象稱為吸附。

吸附的根本原因是因?yàn)槲镔|(zhì)內(nèi)部的分子和周圍分子之間有互相吸引的作用。

二、吸附劑

VOCs吸附技術(shù)的關(guān)鍵是吸附劑，理想的吸附劑通常應(yīng)具備：大的比表面積、適宜的表面結(jié)構(gòu)、容易再生、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

吸附劑一般可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)吸附劑兩類，實(shí)際應(yīng)用中無(wú)機(jī)吸附劑更為普遍。通常VOCs吸附劑主要包括以下幾大類：活性炭、分子篩、黏土、金屬有機(jī)骨架材料、有機(jī)吸附劑。

2.1．活性炭

活性炭是應(yīng)用廣泛的一類吸附劑，它具有疏松多孔的性質(zhì)，具有較高的比表面積和較大的孔容積，對(duì)VOCs的吸附能力較強(qiáng)，尤其對(duì)苯系物等大分子VOCs的脫除*，但是對(duì)甲醛等小分子吸附性能較差。

活性炭的表面官能團(tuán)結(jié)構(gòu)對(duì)活性炭吸附性能有重要影響。常常通過(guò)調(diào)節(jié)活性炭表面含氮、含氧等官能團(tuán)的種類及數(shù)量來(lái)調(diào)整活性炭的表面酸堿性及孔結(jié)構(gòu)從而改善其吸附VOCs的性能。

2.2分子篩

分子篩是優(yōu)良的VOCs吸附劑之一，有較大比表面積和微孔體積，對(duì)水等極性分子有強(qiáng)烈的吸附能力。

目前使用較多的吸附劑包括NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等?？偟脕?lái)說(shuō),分子篩材料已被廣泛用于對(duì)VOCs的吸附。

不同類型的分子篩對(duì)VOCs的吸附效果不同，這就要求對(duì)分子篩進(jìn)行化學(xué)修飾和改性，提高對(duì)VOCs的去除效果。

2.3黏土

黏土因其比表面積較大、孔結(jié)構(gòu)和成本低廉而得到廣泛應(yīng)用。海泡石、坡縷石等比表面積相對(duì)較大的黏土礦物可直接應(yīng)用于氣體吸附。

膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土礦物，具有較大的比表面積和陽(yáng)離子交換容量。

表面活性改性后的有機(jī)膨潤(rùn)土吸附有機(jī)污染物的性能顯著提高，經(jīng)不同表面活性劑改性制備的有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)吸附質(zhì)具有選擇性。

2.4．金屬有機(jī)骨架材料

金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一類新型材料。由于具有高比表面積及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在環(huán)境有害有機(jī)氣體吸附方面的應(yīng)用得到科研人員的廣泛研究。

研究較多的MOFs吸附VOCs的材料包括MOF-5、MIL-101和MOF-177等。

2.5.有機(jī)吸附劑

有機(jī)吸附劑主要是指高聚物吸附樹(shù)脂，高聚物吸附樹(shù)脂是指一類多孔性的、高度交聯(lián)的，并以吸附為特點(diǎn)，對(duì)有機(jī)物具有濃縮、分離作用的高分子聚合物。

吸附樹(shù)脂主要分為凝膠型和大孔型，目前使用廣泛的是大孔型吸附樹(shù)脂。

隨著大孔離子交換樹(shù)脂的出現(xiàn)，大孔吸附樹(shù)脂得到了發(fā)展。在吸附性能上吸附樹(shù)脂與活性炭很相似，大多可以定量吸附，重復(fù)使用。

而活性炭雖然吸附性能很好，可是再生往往很困難。目前已有的商品吸附樹(shù)脂品牌有200多種，并且還在不斷的增加。

按照樹(shù)脂的表面性質(zhì)，吸附樹(shù)脂一般分為非極性、中極性、極性和強(qiáng)極性四類。