电力仪器资讯: 近年来大气污染治理备受存眷，吸附法是净化挥发性有机物(VOCs的主要体例之一，具有工艺成熟、操作简单、能耗低、净化效力高档优点。吸附剂的选择是VOCs净化的关头，同时如VOCs分子结构、外界环境因素也会影响净化结果。本文重点介绍了不同吸附剂对VOCs的净化，阐发了影响VOCs吸附的其他因素，并展望了吸附法净化VOCs的研究标的目的。

挥发性机物(VOCs是指在标准状况下饱和蒸气压大于0.13 kPa的有机化合物，包括烃、醛、酮、醇、醚、酯、杂原子取代烃等300多种有机物。大气中VOCs具有种类繁多、来源普遍、毒性大(部分VOCs具有“致癌、致畸、致突变”效应、浓度相对较低但污染物总量大等特点。常规的VOCs净化体例主要包括：吸附法、燃烧法、吸收法、冷凝法、生物法等。吸附法具有工艺成熟、易于操作、能耗低、成本低廉、去除率高档优点。

多功能电能表现场校验仪被普遍应用于低浓度、高通量的VOCs处理。吸附净化技术的关头是吸附剂的选择，而开发新型高效的吸附剂是该技术的研究热点此外，如吸附质的分子结构、外界环境因素等也会不同程度地影响吸附净化结果。本文在介绍VOCs吸附机理的基础上，重点阐述不同吸附剂对VOCs的净化并阐发影响VOCs吸附结果的其它因素，在此基础上展望吸附法净化VOCs的研究标的目的。

1 吸附机理 气体与固体接触后，并附着在固体表面上的一种界面现象，称为吸附。若已被吸附的分子重返液相或气相中，则称之为脱附。按照吸附剂和吸附质之间的作用体例，开关柜通电试验台吸附可分为物理吸拥护化学吸附。物理吸附是可逆进程，该吸附现象的作用力主要是由吸附质分子与吸附剂表面间的范德华力、电作用力组成化学吸附则是指吸附质与吸附剂之间电子交换、转移或共有(构成共价键的进程，且常不可逆。

物理吸拥护化学吸附的最本质区别是吸附力的性质，此外，两种吸附进程在选择性、活化能、吸附热、吸附层数、吸附温度、吸附速率等众多方面都有显著差异，由此作为判断吸附类型的重要依据。具体区别见表1。表1 物理吸附与化学吸附的区别 2 吸附剂 理想的VOCs吸附剂通常应具备以下几点：较高的比表面积、吸附量大、吸附可逆、表面疏水性强、热稳定性高、再生容易、成本低廉等。吸附剂分无机和有机吸附剂两大类。

以无机吸附剂应用较多。常见的无机吸附剂如活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、黏土等，一般具有较高的比表面积或微孔体积，其吸附活性高、吸附量大、热稳定性较好，但大多存在亲水性强，热脱附温度高的问题。有机吸附剂主要是指Tenax系列的吸附剂。2.1 活性炭 最常用的无机吸附剂是活性炭。活性炭对VOCs亲合系数越大，说明吸附VOCs的能力越强。

因此，活性炭对苯系物等大分子VOCs的净化结果显著，但对甲醛等小分子污染物的吸附机能较差。湿度增大，活性炭对VOCs的吸附量减小，但芳喷鼻烃VOCs受水蒸气的影响较小。能与活性炭产生聚合反应的VOCs及大分子高沸点的有机物，不宜用该法回收。Henschel等采用颗粒活性炭和光催化氧化技术应用于室内空气净化器，对比两者去除室内VOCs的费用。

发现光催化氧化的费用高于活性炭10倍左右。通过调节活性炭表面O、N、S等官能团的种类及数量可调剂其表面酸碱性，改良其吸附VOCs的机能。张丽丹等在保持活性炭骨架结构完整的前提下以酸、碱交替改性体例对廉价的煤质活性炭加以处理，结果表明其比表面积提高了657.68 m2/g，对苯的饱和吸附量响应增加了10.37 mg/100 mg。有研究表明。

用氯化铁处理过的活性炭，吸附VOCs的机能良好。经浸渍处理后可有效提高活性炭的吸附容量，去除VOCs的结果良好，简单加热再生后还可循环利用。此外，活性炭的制作材料和进程也制约着其吸附VOCs的机能，采用烧毁聚氨酯经K2CO3浸渍后制备的活性炭比表面积高达2772 m2/g，具有良好的吸附能力，与商业高比表面积的活性炭吸附水平相当，是普通椰壳活性炭的3 ~ 4倍。

高风量、低浓度VOCs的净化，一直是空气净化领域中亟待解决的难题。与粒状活性炭比拟，蜂窝状活性炭具有床层阻力小的优点，更适合实际应用中高风量等处理条件，其研制始于日本，具体制备体例是将炭化材料挤压成型后再经活化而成。目前，我国处理高风量、低浓度VOCs设备的吸附剂以蜂窝状活性炭为主，辅以吸附净化、脱附再生和催化燃烧等技术，适合于高风量(5000 ~ m3/h、低浓度、需连续处理的VOCs净化。

该法的主要原理是通过蜂窝状活性炭吸附浓缩后转换成小风量、高浓度的VOCs，并通过催化燃烧作用所释放的热能对吸附床进行脱附再生。该项技术响应的设备也应运而生。2.2 活性炭纤维 活性炭纤维大量微孔的开口都在其表面上，吸附-脱附时VOCs分子经历的通道较短，因此，活性炭纤维具有吸附容量大、吸附效力高、吸附/脱附速度快、吸附低浓度VOCs的能力优良以及易成型、不易粉化和沉降等优势。粘胶基活性炭纤维表面有丰富的含氧官能团。

吸附低浓度VOCs结果良好，当丁酮浓度高于100 ppm时，比表面积高的活性炭纤维具有高吸附容量当浓度低于100 ppm时，情形则相反。活性炭纤维对低沸点的化合物吸附能力强，吸附低浓度甚至痕量VOCs更有效，但其费用远高于活性炭吸附法。Navarri等研究表明，由聚合物原材料炭化和活化制成的活性炭纤维，对二甲苯的吸附容量与比表面积呈正相干。

活性炭纤维经表面改性和修饰后，能进一步改良其吸附VOCs的机能。空气氧化处理后的活性炭纤维，可显著增加对甲醛的吸附容量和穿透时间。黄正宏等发现，活性炭纤维经气相氧化处理后，能提高其微孔容积和比表面积，并增强对极性VOCs的吸附。按照气体酸碱性，可采用适当体例改性活性炭纤维提高其吸附机能。去除碱性气体时，可添加酸氧化活性炭纤维使其表面的含氧官能团增多。

从而提高其表面酸度亦可添加碱性物质等改良其对酸性气体的吸附机能。添胺及附胺的活性炭纤维可提高其对醛类的吸附能力。2.3 沸石分子筛 沸石分子筛是优良的吸附剂之一，有较大比表面积和微孔体积，对水等极性小分子有强烈的吸附能力。Ichiura等发现乙醛的最大吸附量只与沸石薄片中所含沸石量的几多有关，均匀性是制约其吸附机能的重要因素，吸附机能与其均匀性呈正相干。

Brosillon等考察了丙酮、甲基乙基酮、庚烷及辛烷在沸石上的吸附穿透曲线，发现有效扩散率与其极性及气体吸附量无关。VOCs大多属于非极性或弱极性物质，由于空气中水蒸气与VOCs间存在竞争吸附作用，使得许多极性吸附剂如沸石的推广受到了抑制。Takeuchi等研究发现，水蒸气共存时，沸石对正丁醇、对二甲苯的气体吸附量减小，但正丁醇、对二甲苯在沸石上的吸附动力学不受影响。

2.4 黏土基吸附剂 黏土的成分和结构都较复杂，因其有较大比表面积、孔结构和成本低廉的优点而得到普遍应用。海泡石、坡缕石等比表面积相对较大的黏土矿物作为环境除臭剂、烟草过滤剂等可直接应用于气体吸附。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物，具有较大的比表面积和阳离子交换容量。按照其层间可交换阳离子的种类，膨润土主要分为钠基膨润土和钙基膨润土。

膨润土表面硅氧结构具有极强的亲水性及层间阳离子的水合作用，未经改性的膨润土吸附处理有机污染物的机能较差。经表面活性剂改性后得到的有机膨润土，表面亲水性及层间域环境产生改变，吸附有机污染物的机能显著提高。Barrer等从20世纪50年代初开始研究各类有机膨润土及其他黏土的气相吸附纪律，发现经不同表面活性剂改性制备的有机膨润土对吸附质具有选择性，并将其用作色谱分手固定相、分子筛以及气。