青岛圣亚达环保技术有限公司营销部

       3.1活性炭表面化学性质的影响及表面化学改性

       活性炭的表面化学性质由活性炭表面官能团的种类和数量决定，表面化学性质差异影响活性炭的化学吸附性能。通过对活性炭进行表面化学改性，可以改变活性炭对VOCs的吸附能力吸附选择性。SHEN等[38]的研究表明，氨化可以使活性炭表面碱性官能团增加，氧化可以使活性炭表面酸性官能团增加。KIM等[39]研究了不同酸和碱浸渍改性椰壳活性炭对多种VOCs的吸附性能，发现浸渍改性的活性炭对、、二等VOCs吸附性能提高。刘耀源等分别利用H2SO4/H2O2[40]、NaOH[41]改性玉米秸秆活性炭，发现用改性后的活性炭，降低了其对等弱极性、非极性物质的吸附量，而用NaOH改性能提高其对醛等极性物质的吸附能力。LI等[42]用氨水浸渍改性活性炭，发现改性后的活性炭对邻二等疏水性VOCs的吸附能力要强于酸改性。负载金属改性是通过负载在活性炭上的金属单质或金属离子与吸附质之间较强的结合力，来提高活性炭吸附分离性能的方法。一般认为，负载金属改性能改变活性炭表面的化学性质，进而改变活性炭的极性，使得活性炭的吸附以化学吸附为主，增加了吸附的选择性[43]。LU等[44]在200℃的低氧条件下用Co浸渍改性活性炭，发现改性后的活性炭对吸附性能显著提高。负载金属改性活性炭技术目前主要应用在处理醛、等分子量小的污染物上，对一些大分子量VOCs的应用有待进一步研究[45]。

      3.2吸附质物性的影响

      吸附质分子是否能够进入活性炭的孔与其自身的动力学直径有关。根据尺寸排斥理论，只有当活性炭的孔隙直径大于吸附质分子直径时，吸附质分子才能进入到活性炭的孔隙中[46]。研究发现吸附剂吸附效率时，吸附剂的孔径与吸附质分子直径的比值为1.7～3.0[47]。大部分气态污染物的分子尺寸小于2nm[48]，因此适合VOCs吸附的活性炭的内孔道要以微孔为主，大于有效孔径的孔吸附作用甚微。等[49]的研究发现小于0.7nm的微孔对和有很强的吸附能力。冀有俊等[50]研究发现0.60～1.15nm范围内的微孔为CH4吸附的有效区间，大于此范围的孔在吸附过程中主要起通道作用。吸附质物性的影响还表现在分子量、饱和蒸气压、沸点等方面。活性炭身有效吸附点位数量有限，当活性炭吸附分子数量相近的不同物质时，分子量大的表现出活性炭对其饱和吸附量大。由于沸点高的气态物质在吸附过程中容易产生毛细凝聚现象[51]，因此易于被吸附。饱和蒸气压和活性炭饱和吸附量显著相关，在一定温度下，饱和蒸气压越大的VOCs越容易脱附。陈良杰等[52]研究了6种VOCs的饱和蒸气压与活性炭饱和吸附量的关系，发现饱和蒸气压越大的VOCs，活性炭的饱和吸附量越小。李立清等[53]研究了、及二3种VOCs物性对其在活性炭上吸附行为的影响，结果表明：活性炭对有机气体的饱和吸量随着吸附质的分子动力学直径、分子量、沸点的增大而增大，随着吸附质极性、蒸气压的增大而减小。

       3.3操作条件的影响

       吸附操作过程中的温度、进口浓度、气体流速、压力、水分、气体组成等都会影响活性炭的吸附性能，针对不同VOCs选择合适的操作条件十分重要。温度能影响扩散速度和吸附平衡，提高温度能提高扩散速率，加快到达吸附平衡的时间，但升高温度会导致吸附量下降，吸附操作时宜将温度控制在40℃以内。韩旭等[54]研究了不同温度下活性炭对酸酯的吸附过程，发现随着温度升高，饱和吸附量不断降低。对于同一有机物的吸附，吸附容量随着进口浓度的增加而增大，随着气体流速的提高而减小，活性炭吸附法最适于处理VOCs浓度为GUPTA等[55]通过研究颗粒活性炭对和的吸附行为后，建立数学模型，发现该模型可以通过流速、床高和入口浓度来确定穿透时间。梅磊等[56]采用固定床反应器实验考察了不同温度和表观气速下GH-8活性炭对低浓度萘的吸附行为可用Yoon-Nelson模型描述。增大气相主体压力，即增大了吸附质的分压，有利于吸附，压力降低有利于解析，低分压的气体比高分压气体更易吸附[57]。湿度能显著影响活性炭对VOCs的吸附性能，高华生等[58]研究发