【乾貨】一文看懂吸附法VOCs的常見吸附劑和影響因素

2020-11-26 北極星環保網

北極星大氣網訊: 近年來大氣汙染治理備受關注，吸附法是淨化揮發性有機物(VOCs)的主要方法之一，具有工藝成熟、操作簡單、能耗低、淨化效率高等優點。吸附劑的選擇是VOCs淨化的關鍵，同時如VOCs分子結構、外界環境因素也會影響淨化效果。本文重點介紹了不同吸附劑對VOCs的淨化，分析了影響VOCs吸附的其他因素，並展望了吸附法淨化VOCs的研究方向。

揮發性機物(VOCs)是指在標準狀況下飽和蒸氣壓大於0.13 kPa的有機化合物，包括烴、醛、酮、醇、醚、酯、雜原子取代烴等300多種有機物。大氣中VOCs具有種類繁多、來源廣泛、毒性大(部分VOCs具有「致癌、致畸、致突變」效應)、濃度相對較低但汙染物總量大等特點。

常規的VOCs淨化方法主要包括：吸附法、燃燒法、吸收法、冷凝法、生物法等。吸附法具有工藝成熟、易於操作、能耗低、成本低廉、去除率高等優點，被廣泛應用於低濃度、高通量的VOCs處理。

吸附淨化技術的關鍵是吸附劑的選擇，而開發新型高效的吸附劑是該技術的研究熱點;此外，如吸附質的分子結構、外界環境因素等也會不同程度地影響吸附淨化效果。

本文在介紹VOCs吸附機理的基礎上，重點闡述不同吸附劑對VOCs的淨化並分析影響VOCs吸附效果的其它因素，在此基礎上展望吸附法淨化VOCs的研究方向。

1 吸附機理

氣體與固體接觸後，並附著在固體表面上的一種界面現象，稱為吸附。若已被吸附的分子重返液相或氣相中，則稱之為脫附。

根據吸附劑和吸附質之間的作用方式，吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附是可逆過程，該吸附現象的作用力主要是由吸附質分子與吸附劑表面間的範德華力、電作用力構成;化學吸附則是指吸附質與吸附劑之間電子交換、轉移或共有(形成共價鍵)的過程，且常不可逆。物理吸附和化學吸附的最本質區別是吸附力的性質，此外，兩種吸附過程在選擇性、活化能、吸附熱、吸附層數、吸附溫度、吸附速率等眾多方面都有顯著差異，由此作為判斷吸附類型的重要依據。具體區別見表1。

表1 物理吸附與化學吸附的區別

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