坡缕石、硅胶及活性炭吸附VOC气体特性研究

第36卷第9期2017年9月建筑热能通风空调BuildingEnergy＆EnvironmentVo1．36No．9Sep．2017．20~24文章编号：1003．0344(2017)09．020．5坡缕石、硅胶及活性炭吸附VOC气体特性研究闫奔张辉东南大学能源与环境学院摘要：考察了水、乙醇和甲苯分别在坡缕石上的吸附／脱附l生能，同时与硅胶和活性炭的吸附／脱附性能进行对比。结果表明，吸附剂的吸附／脱附性能主要取决于吸附剂的比表面积和孔道尺寸，极性吸附剂的吸附／脱附性能还受吸附剂和吸附质极性的影响。三种吸附剂对水的吸附性能依次为：活性炭>硅胶>坡缕石。三种吸附剂对乙醇和甲苯的吸附量大小依次为：硅胶>活性炭>坡缕石。三种吸附剂的脱附再生陛能依次为：坡缕石>硅胶>活性炭，其中乙醇和甲苯两种极性较小的VOC分子相对于极性较大的水分子更容易从坡缕石和硅胶中脱附。关键词：坡缕石活性炭硅胶吸附／脱附甲苯乙醇StudiesontheAdsorptionProperityofVOCbyPaIygorSkite，SilicaGelandActivatedCarbonYANBen,ZHANGHuiSchoolofEnergy&Environment．SoutheastUniversityAbstract：Thisworkaimedtoevaluatetheadsorptionanddesorptionperformanceofpalygorskiteforvapour，ethanolandtoluene，whichwasalsocomparedtothatofsilicaandactivatedcarbon．Theresultshowedthat，theadsorptionanddesorptionperformanceofadsorbentmainlydependsonthespecificareaandholesizeoftheadsorbent．Meanwhile，themolecularpolaritiesofadsorbentandadsorbatealsoinfluencetheperforrmance．Theadsorptionperformanceoftheseadsorbentsrankasbelow：activatedcarbon>silicagel>palygorskite；Thedesorptionperformanceoftheseadsorbentsrankasbelow：palygorskite>silicagel>activatedcarbon．Comparedwithvapour，VOCmoleculessuchasethanolandtoluene，whichhavesmallerpolarity,candesorbfrompolygrskiteandsilicageleasier．Keywords：palygorskite，activatedcarbon，silicagel，adosrption／desorption，toluene，ethanol近年来，室内VOCs污染治理的社会需求，促生了多种国内市场上治理室内空气污染治理理论与应用技术。如：臭氧、负离子、光触媒、静电等。常规的VOCs净化方法主要包括：吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法、生物法等。各种方法各有利弊，而吸附法由于其独特的物理化学特性优势容量大、见效快、操作简便、无二次污染，已成为世界上应用最广泛的大容量气态化学污染环境净化技术。吸附法还具有具有工艺成熟、易于操作、能耗低、成本低廉、去除率高等优点。吸附净化技术的关键是吸附剂的选择，而开发新型高效的吸附剂也一直是该技术的研究热点。不同于以往从微观角度对各种材料吸附特性的研究。本文从宏观方面进行探讨，研究结果更方便直接用于实际应用，如吸附式制冷系统、除湿系统等。由于堆积方式、强化传热手段及集热器类型等因素的影响，吸附材料在实际应用中所表现的吸附特性与其在微量时的吸附性能差异很大。本文从应用的角度，通过接近真实吸附状况的实验，对多种吸附材料的吸附收稿日期：2017—2．10作者简介：闫奔(1988～)，男，硕士研究生；江苏省南京市玄武区四牌楼2号东南大学(本部)能源与环境学院(210096)；E—mail：yanben517@163．com建筑热能通风空调性进行对比，从而为吸附剂在实际工程中的应用奠定基础。1实验部分1．1主要实验材料甲苯(分析纯)、乙醇(分析纯)、市售椰壳活性炭、变色硅胶(添昌实业)、404b一3／kx一3坡缕石(安徽明光，kx-3坡缕石则是404b3坡缕石原矿经扩孔活化后的产品)。1_2吸附剂表征通过MieromeritiesASAP2020M型全自动比表面及微介孔物理吸附分