用坡縷石吸附揮發(fā)性有機(jī)物的應(yīng)用研究.pdf

1、甲醛和以苯系物為代表的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds，VOC)是室內(nèi)空氣污染的主要組成部分，濃度過高時會嚴(yán)重危害人類的身體健康。本文以廉價的坡縷石為主要研究對象，以活性炭和硅膠為對比吸附劑，以甲醛、乙醇、甲苯為代表吸附質(zhì)，通過微觀表征實驗與宏觀吸附實驗相結(jié)合的方式研究了微觀結(jié)構(gòu)和物性對坡縷石對VOC氣體的吸附和脫附性能的影響，同時對坡縷石吸附凈化典型VOC氣體的特性及其受環(huán)境因素影響的規(guī)律進(jìn)行了探索。

2、
　　通過恒溫吸附實驗對比研究了坡縷石吸附水和VOC的構(gòu)效關(guān)系。實驗結(jié)果表明:坡縷石對各吸附質(zhì)氣體的穿透時間小于硅膠小于椰殼活性炭;幾種吸附劑對各吸附質(zhì)的平衡吸附量大小依次為:活性炭、硅膠、坡縷石。測量了幾種吸附劑孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積，結(jié)果表明，坡縷石的孔道結(jié)構(gòu)以中孔為主含有部分微孔，坡縷石、硅膠和活性炭的平均孔道尺寸大小依次為:坡縷石、硅膠和活性炭。坡縷石的孔道結(jié)構(gòu)沒有硅膠和活性炭發(fā)達(dá)，三者的BET比表面積大小依次為:活性炭＞硅膠

3、＞坡縷石。這些測量結(jié)果也解釋了幾種吸附劑平衡吸附量之間的差異。
　　通過恒溫吸附實驗發(fā)現(xiàn)甲苯在坡縷石上的等溫吸附曲線與Ⅳ型和Ⅴ型等溫線相似，坡縷石對甲苯的吸附方式主要以毛細(xì)凝結(jié)為主;溫度升高時，坡縷石對甲苯的平衡吸附量降低，穿透時間和吸附達(dá)到平衡的時間變長，坡縷石對甲苯的吸附能力和吸附速度都有所下降;甲苯和水蒸氣在坡縷石表面存在一定的吸附競爭關(guān)系，當(dāng)有水蒸氣存在時，坡縷石的整體吸附量變大，但是對甲苯的吸附量變小，水蒸氣能夠促進(jìn)甲苯

4、從坡縷石上解吸。
　　運(yùn)用程序升溫脫附(TPD)技術(shù)測定了甲醛在404b-3和kx-3兩種坡縷石上的DTG曲線，并結(jié)合材料表征結(jié)果分析了DTG曲線不同的原因及其與吸附性能的關(guān)系;通過靜態(tài)吸附和TPD脫附實驗對比研究了坡縷石與幾種典型吸附劑上的脫附性能。脫附活化能的估算結(jié)果表明，甲醛在404b-3和kx-3兩種坡縷石上的脫附活化能分別為20.6kJ/mol和29.0kJ/mol，說明合理對吸附劑進(jìn)行擴(kuò)孔處理可以提高吸附劑與吸附質(zhì)的吸

5、附作用力提高吸附容量，但同時也會增大其脫附難度。VOC氣體分子在kx-3上的脫附峰比404b-3上的更寬，甲醛在兩種坡縷石上的DTG曲線差別主要在中高溫段，這是吸附劑孔徑尺寸大小和分布狀況造成的。kx-3坡縷石具有更多的微孔結(jié)構(gòu)，脫附氣體分子在孔道內(nèi)的擴(kuò)散阻力較大，因此其脫附峰溫度較高且脫附峰較寬。404b-3坡縷石的孔道直徑較大，氣體分子在孔道內(nèi)擴(kuò)散阻力較小因此脫附峰較窄。幾種吸附劑的對比實驗表明，坡縷石對水和VOC氣體的脫附性能較好