常见VOCs吸附剂种类、特点简介

目前，可用于VOCs气体捕集的吸附剂主要为多孔材料，如活性炭、活性炭纤维、硅藻土、介孔二氧化硅、金属有机骨架（MOFs）以及分子筛等。活性炭和活性炭纤维属于炭基多孔材料，吸附容量大、耐酸碱且成本低廉，是应用最为广泛的吸附剂材料，然而其丰富的表面基团易于与VOCs分子发生化学吸附或形成稳定的氢键，解吸/脱附不彻底，且炭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，水热稳定性差且主要为大孔结构，不利于低浓度下的VOCs气体吸附；介孔二氧化硅同样受限于自身较大的介孔孔道，对动力学直径较小的VOCs分子吸附结合力相对较弱，富集低浓度VOCs气体能力较差；金属有机骨架化合物（MOFs）是一种新兴的多孔材料，对VOCs分子具有较高的吸附容量，但其前驱体制备成本高，合成时需使用大量的有机溶剂，且热稳定性差，目前尚处于基础研发阶段。沸石分子筛是一种人工合成的结晶态的硅酸盐，具有在分子尺寸上高度有序、孔径可调的微孔孔道，骨架结构丰富，可根据VOCs分子大小进行选择性吸附，且分子筛热稳定性好，易于再生。目前，分子筛已广泛用于工业上吸附/分离过程，其中分子筛转轮技术已成功应用于工业排放VOCs气体的吸附捕集。合适的分子筛孔径对目标VOCs 分子的吸附起着至关重要的作用，一般而言，分子筛孔尺寸与这些VOCs 分子动力学直径接近，吸附速率就较快，如下：