常见的VOCs吸附材料简介
可用于VOCs气体捕集的吸附剂主要是多孔材料,如活性炭、活性炭纤维、硅藻土和沸石分子筛等。相关吸附材料的特性介绍如下。
活性炭和活性炭纤维是碳基多孔材料,吸附容量大,耐酸碱,成本低,是应用最广泛的吸附材料。但它们丰富的表面基团容易与VOCs分子发生化学吸附或形成稳定的氢键,脱附/脱附不完全,碳基材料不耐高温,导致再生困难;硅藻土是由无定形水合二氧化硅组成的硅藻壳,水热稳定性差,以大孔结构为主,不利于低浓度VOCs气体的吸附;沸石分子筛是一种合成结晶硅酸盐,具有分子尺寸高度有序、孔径可调的微孔孔道,丰富的骨架结构,根据VOCs分子尺寸选择性吸附,热稳定性好,易于再生。目前,分子筛已广泛应用于工业吸附/分离过程,其中分子筛转轮技术已成功应用于吸附和捕集工业排放的挥发性有机化合物气体。
分子筛是由[to4] (T:Si、Al、Ti、Sn等)四面体结构单元连接而成的骨架拓扑结构。)以特定的方式。普通分子筛的孔径分布在0.35nm ~ 0.9nm之间,基本对应VOCs分子的大小,而笼状结构为VOCs分子提供了吸附空间,使其具有较高的吸附能力。因此,对于特定VOCs的捕集,可以选择孔径与其动力学直径相匹配的分子筛吸附剂,以降低分子扩散和努森扩散效应的影响,提高孔内吸附速率,强化孔/笼内VOCs分子的有效吸附,提高分子筛吸附剂对VOCs分子的吸附能力。
从上图可以看出,对于不同动力学直径的VOCs分子,可以选择孔径匹配的分子筛进行吸附捕集。