文 献 综 述
- 背景介绍
挥发性有机物(Volatile Organic Compound),简称VOCs。总挥发性有机物有时也用TVOC来表示 (Total Volatile Organic Compound)。 按照世界卫生组织的定义,如果在气压101.32kPa下,该化合物的沸点在50℃-250℃,就是挥发性有机物。它们会在常温下以气体形式存在。按其化学结构的不同,可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他。VOC的主要成分有:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。 例如,甲醛,它由油漆及家俱中挥发出来,其沸点只有-19°C。
挥发性有机物的主要来源:在室外,主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等;而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料、家具、 家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。
挥发性有机物的危害很明显,当居室中挥发性有机物浓度超过一定浓度时,在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力;严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。挥发性有机物伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统,其中还包含了很多致癌物质。室内空气被挥发性有机物污染已引起各国重视。
许多类型的VOC是高毒性的并且对人类是致命的,并且可以损害环境。有物理,化学和生物处理可用于从气流中除去VOC。
吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。许多研究表明通过活性炭(AC)吸附除去VOC的有效性[1]。工业上常用的吸附剂有:活性氧化铝、活性炭、分子筛等,另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否,极大程度上依赖于吸附剂的性能,因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
吸附剂的选择
活性炭是目前使用较为广泛的吸附剂,不同的AC制备方法产生具有不同表面官能团组成的产物,导致对特定类别的VOC的不同吸附能力。例如,酸后处理增加芳香/醇VOC吸附,表面含氧基团减少邻二甲苯吸附。因此,通过在滴流床空气生物过滤器中使用商业AC或者从农业废物中使用绿色生产的AC,证明了通过AC从空气流中有效地除去
VOC[1] 。
选取适宜的吸附剂可以提高吸附法油气回收的效率,理想的油气吸附剂应具备油气吸附量高、疏水性好、脱附再生易、热稳定性高等特点。新日本石油公司高度评价硅胶吸附法能够达到油气回收的最佳效果。以硅酸钠溶液为硅源,酸碱两步催化法制备疏水硅胶的过程中,酸碱两步催化的值、酸种类、电解质浓度、老化条件、改性剂种类及用量及改性温度等工艺条件对疏水硅胶的性能都有较大的影响[2]。气凝胶的合成,加工及其在空气净化中的应用,如CO2捕获和VOC去除,以及水处理,包括油和有毒有机化合物和重金属离子去除[3]。
疏水吸附剂具有净化苯、乙醚、二硫化碳等有机废气的吸附功能,通过考察微波再生性能,结果表明,吸附饱和的吸附剂能在微波场中有效再生,有机废气被转化为无害或低害的水、二氧化碳、二氧化硫等小分子物质,微波再生后的吸附剂具有与原来相当的吸附容量和表面积[4]。
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