挥发性有机化合物废气处理中常用吸附剂的类型和特点

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所属分类:工程知识

处理挥发性有机化合物的方法很多,吸附法具有高效、低能耗、操作简单和可回收利用等优点,因此成为处理挥发性有机化合物的常用方法之一。特别是在“光催化/低温等离子体+吸附”等工程项目的组合过程中使用。此外,在处理大风量、低浓度有机废气时,还起到了富集的预处理作用。

挥发性有机化合物吸附剂主要包括以下几类:活性炭、分子筛、粘土、金属有机骨架材料和有机吸附剂。

(1)活性炭

活性炭是应用最广泛的吸附剂之一。它具有疏松多孔的特性,高比表面积和大孔体积,对挥发性有机化合物有很强的吸附能力,特别是对苯系物和其他大分子挥发性有机化合物,但对甲醛等小分子的吸附性能较差。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。活性炭的表面酸碱性和孔结构通常通过调整活性炭表面含氮和含氧官能团的种类和数量来改善其对挥发性有机化合物的吸附性能。

(2)分子筛

分子筛是优良的挥发性有机化合物吸附剂之一,具有较大的比表面积和微孔体积,对水等极性分子有很强的吸附能力。目前使用的吸附剂很多,包括NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等。一般来说,分子筛材料已被广泛用于吸附挥发性有机化合物。不同类型的分子筛对挥发性有机化合物有不同的吸附效果,这就要求对分子筛进行化学修饰和改性,以提高挥发性有机化合物的去除效果。

(3)粘土

粘土因其大的比表面积、孔结构和低成本而被广泛使用。具有较大比表面积的粘土矿物,如海泡石和坡缕石,可以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粘土矿物,具有较大的比表面积和阳离子交换容量。表面活性剂改性的有机膨润土对有机污染物的吸附性能显著提高,不同表面活性剂改性的有机膨润土对吸附质具有选择性。

(4)金属有机框架材料

金属有机骨架材料是近十年发展起来的一种新型材料。由于其高比表面积和稳定的化学性质,其在吸附环境有害有机气体方面的应用已被研究者广泛研究。多孔质吸附的挥发性有机化合物包括多孔质-5、多孔质-101和多孔质-177。金属有机框架对特定的挥发性有机化合物具有独特的吸附效果。例如,ZIF-8/PDVB金属有机骨架吸附剂对甲苯和乙酸乙酯具有优异的吸附性能,可用于特定的挥发性有机化合物处理场合。

(5)有机吸附剂

有机吸附剂主要指聚合物吸附树脂。聚合物吸附树脂是指一种以吸附为特征的多孔、高度交联的聚合物,能够浓缩和分离有机物。吸附树脂主要分为凝胶型和大孔树脂,目前大孔树脂应用广泛。随着大孔离子交换树脂的出现,大孔吸附树脂得到了发展。吸附树脂在吸附性能上与活性炭相似,大部分可以定量吸附并重复使用。活性炭虽然具有良好的吸附性能,但往往难以再生。目前,商业吸附树脂品牌有200多种,并且在不断增加。根据树脂的表面性质,吸附树脂一般分为四类:非极性、中极性、极性和强极性。

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