廢氣影響活性炭吸附VOCs效果的因素分析
摘要：本文從介紹VOCs治理技術出發,簡述VOCs治理方法。活性炭吸附是治理VOCs污染的有效手段,在總結現有研究進展的基礎上,分析了活性炭具有較強吸附性的原因,及影響活性炭吸附VOCs效果的因素。
揮發性有機化合物是一類有機化合物的統稱，簡稱VOCs，即沸點在50～ 250℃之間，常溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa，通常以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機化合物。
VOCs是常見的大氣污染物，其主要組成有烴類、鹵代烴、酯、酸等，可對人體的呼吸系統和肝臟器官造成不良影響，國際社會已對VOCs的排放做出嚴格規定。目前有關VOCs治理工作已成為當前大氣污染防治工作的一項重要工作。
VOCs的處理方法主要有：物理法和生化法。其中物理法主要有吸附法、分離法，生化法主要有熱氧化法、催化燃燒法、生物氧化法、電暈法等，其中吸附法是最常用的凈化方法，而活性炭是最常用的吸附劑。
本文綜述了國內外活性炭吸附VOCs研究進展，重點分析了影響活性炭吸附VOCs效果的影響因素，以期在活性炭吸附治理VOCs 的工作中提供有價值的參考。
1、活性炭吸附VOCs的影響因素
本文所指吸附是指當氣體與多孔固體材料接觸時，氣體物質中某一物質或多種物質在固體材料的內、外表面處產生積蓄的現象。多孔固體材料稱為吸附劑，被吸附積蓄的物質稱為吸附質。常用的吸附劑有：活性炭、活性硅膠、氧化鋁等。氣體混合物能否通過吸附分離成功，主要取決于吸附劑對吸附質的吸附效果，因此吸附劑的選擇是確定吸附操作的首要問題。
活性炭作為目前最常用的VOCs吸附劑，主要有以下特點。
(1) 活性炭具有孔徑分布廣泛、孔隙率高和比表面積大的優點。
(2)活性炭的機械性能高、化學性質穩定，能在較大的pH 范圍內使用。
(3)活性炭具有一定的催化活性。
(4) 活性炭的疏水性使其對揮發性有機化合物有極強的吸附性，并且能在較大的濕度下依然保持較強吸附性能。
2. 活性炭孔隙分布對VOCs 吸附效果的分析
活性炭不同孔徑的孔隙具有完全不同的吸附機理。其中微孔(<2nm)吸附基本符合微孔填充理論，即固體吸附劑表面存在位勢場，鄰近的VOCs 分子在場的作用下吸附在吸附劑表面;過渡孔(2nm 至100nm)吸附時除單分子層和多分子層吸附外，更主要的是通過毛細凝聚機理產生容積填充吸附;大孔(>100nm)吸附主要是多分子層吸附，符合BET 理論。
此外，活性炭的孔徑要和VOCs 的分子大小相匹配才能被有效吸附。在分子大小相匹配的情況下，活性炭孔徑的分布越均勻、孔的形狀越規則，則活性炭吸附效果越好。
通過活性炭對甲醛氣體的吸附試驗，證明吸附效果與活性炭孔結構和甲醛分子的表面官能 |
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