常用的VOCs吸附材料有哪些

  可用于VOCs氣體捕集的吸附劑主要是多孔材料,如活性炭、活性炭纖維、硅藻土、介孔二氧化硅、金屬有機骨架(MOFs)和分子篩等。相關吸附材料的特性介紹如下。

  活性炭和活性炭纖維是碳基多孔材料,吸附容量大,耐酸堿,成本低,是應用最廣泛的吸附材料。但其豐富的表面基團容易與VOCs分子發(fā)生化學吸附或形成穩(wěn)定的氫鍵,脫附不徹底,碳基材料不耐高溫,導致再生困難;

  硅藻土是由無定形水合二氧化硅組成的硅藻殼,水熱穩(wěn)定性差,以大孔結構為主,不利于低濃度VOCs氣體的吸附,介孔二氧化硅也受到自身大介孔孔道的限制,對動力學直徑較小的VOCs分子的吸附結合能力相對較弱,富集低濃度VOCs氣體的能力較差,金屬-有機骨架化合物(MOFs)是一種新型多孔材料,對VOCs分子具有較高的吸附能力。但其前驅體制備昂貴,需要大量有機溶劑合成,熱穩(wěn)定性差,目前仍處于基礎研發(fā)階段。

  沸石分子篩是一種合成結晶硅酸鹽,具有分子尺寸高度有序、孔徑可調(diào)的微孔孔道,豐富的骨架結構,根據(jù)VOCs分子尺寸選擇性吸附,熱穩(wěn)定性好,易于再生。目前,分子篩已廣泛應用于工業(yè)吸附/分離過程,其中分子篩轉輪技術已成功應用于吸附和捕集工業(yè)排放的揮發(fā)性有機化合物氣體。

  由上圖可見,對于不同動力學直徑的VOCs分子,可選擇與之孔徑相匹配的分子篩進行吸附捕集。
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