分子筛吸附技术治理VOCs

蜂窝沸石分子筛中-分子筛吸附技术治理VOCs

分子筛不仅是一种催化材料，还具有良好的吸附分离功能，其在石油化工和环境化工等多个行业中都发挥着巨大作用。迄今为止，已知结构的分子筛达213 种，且从组分元素与骨架结构的多样性来看，尚有很大的发展空间。报道的分子筛吸附剂主要包括A 型、X型、Y型、ZSM型分子筛。分子筛材料用于VOCs的分离净化，有很大的应用前景。

1.1 A型分子筛

在众多沸石分子筛种类中，A型分子筛是比较常用的一种。其结构与NaCl相似，属于立方晶系。该类型分子筛的吸附能力和离子交换能力很强，常被作为干燥剂和吸附剂而广泛应用于化工、石油、医药等领域。A型分子筛对不同VOCs吸附情况见表1。

其中，刘芝平等发现 3 种正构烷烃在介孔 5A 沸石内很大吸附量均大于各自在微孔 5A 内的很大 吸附量。并进一步验证了正构烷烃在无粘结剂 5A 分子筛上的吸附与微孔扩散有很大的影响，而在有 粘结剂 5A 分子筛上的吸附与打孔扩散有直接联 系。同时，在一定的温度和压力条件下对多碳链的 各种烷烃在 5A 沸石分子筛上的吸附和扩散进行了 考察，并用 Langmuir 模型对数据进行关联，探究 不同种类多碳链的扩散系数以及碳链数量与吸附热 的关系。

Ruthven 等发现扩散活化能随碳数的增加而增 长，初始吸附热与碳数呈线性关系的规律。 

Carlos A 等研究了丙烯和丙烷在 323～423 K 温 度范围内，在 5A 沸石分子筛内的吸附和扩散，并 得出相应的吸附数据及平衡动力学数据 （见表 1）， 在 100 KPa 下，丙烯的吸附选择性随温度的升高而 增加。

将 A 型沸石分子筛改性制备分子筛复合材料， 使得吸附性能得到改进。改性后的复合材料对不同 极性的 VOCs 有着不同的吸附能力，极性越大，甲 苯、乙酸乙酯记忆丙酮的吸附能力也越强。 

张希望等制备了 A 型分子筛 / 活性碳纤维复合 材料，显著改善了分子筛在活性炭纤维表面附着差 的问题，复合材料的比表面积、孔容及微孔孔容比 纯分子筛都得到显著提高，制备的复合材料展现出 对二氯甲烷极佳的吸附效果。 

综上所述，A 型分子筛添加黏结剂后堵塞了部 分分子筛有效孔道，导致具有更低的吸附容量以及

更低的吸附热，这主要是因为添加粘结剂后，吸 附质分子表现出了更强的吸附性；扩散活化能、 初始吸附热均与吸附质分子的碳含量呈线性规律；A 型分子筛复合材料的制备，使其吸附性能得以 显著提高。