沸石分子筛用于VOCs吸附脱除的应用研究进展

挥发性有机化合物（volatile organic compounds,VOCs）作为空气中有机污染物的主要成分,对环境与人类健康造成了严重的危害。吸附法可有效富集低浓度VOCs气体,成本低、易操作,是末端治理去除VOCs的主要技术。沸石分子筛具有高度有序、孔径可调的微孔孔道,可实现VOCs分子的选择性吸附,且热稳定性极佳,易于脱附再生,是一种优良的VOCs气体吸附剂。本文分别从沸石分子筛的结构性质、复合型分子筛吸附剂以及整体式分子筛吸附剂三方面详细介绍了沸石分子筛用于VOCs吸附脱除的研究进展。结果表明,变换骨架拓扑结构以及补偿阳离子类型,可实现对VOCs分子进行选择性吸附;提高结构疏水性可有效降低高湿度条件下水分子对VOCs的竞争吸附,增强分子筛吸附剂的环境适应性;通过孔道多级化或与其他介/大孔构建复合型吸附剂,可提高分子筛吸附剂的比表面积和孔容,增大对VOCs的吸附容量;沸石分子筛可构建为整体式吸附剂,相较于颗粒型吸附剂,其机械强度更高,应用性更强。文章还指出,作为整体式分子筛吸附剂的典型代表,分子筛转轮吸附技术在高通量、高压降等吸附工况条件下均表现出极佳的VOCs吸附脱除效率,已广泛应用于工业排放VOCs的有效治理。     

分子筛在挥发性有机物（VOCs） 吸附方面的研究进展

挥发性有机物（VOCs）的去除是目前大气环境治理的主要方向。其中最广泛用于去除VOCs的方法是吸附法,吸附材料的选择是吸附法的关键环节。从分子筛作为吸附材料的角度出发,简单介绍了目前在吸附VOCs方面效果卓越的MCM-41、ZSM-5和NaY 3种分子筛,重点综述了其制备方法及其对各种VOCs的吸附效果。结果表明,分子筛比表面积、孔道、硅铝比、平衡阳离子都会对吸附效果产生影响,可通过负载贵金属或金属氧化物、表面改性处理、复合材料、结构调整等方式优化分子筛吸附性能。未来,高吸附量、高疏水性、绿色环保和低成本可再生的新型分子筛在VOCs的吸附方面将有更广阔的前景。     

典型挥发性有机物在疏水Y分子筛上的吸/脱附研究

针对高湿度条件下常规Y分子筛吸附VOCs性能不佳的问题,以常规Y分子筛为VOCs吸附剂前驱体,采用气相覆硅改性方法对其表面结构进行调控。研究结果表明,改性Y分子筛结晶度为81%,孔径基本保持不变,比表面积仅下降8.1%;其对不同VOCs分子吸附容量相差不大,具有疏水性和广谱吸附性;在脱附功率800 W微波作用下脱附15 min后,4种典型VOCs分子在改性Y分子筛上均能较为彻底地完成脱附,脱附率能达到89%以上。     

煤化工VOCs吸附处理技术研究进展及展望

煤化工产生的挥发性有机物VOCs气体成分复杂且有毒有害,为了避免煤化工VOCs及其光化学产物对环境和人体健康产生危害,通过分析VOCs气体的排放控制及处理技术,指出煤化工VOCs吸附技术是可以控制VOCs排放、回收吸附材料及回收有价值VOCs的经济、有效的VOCs去除技术。通过分析煤化工VOCs吸附的物理与化学过程及其影响因素、解吸附的过程与方法,对常用的吸附材料的改性研究及发展进行了综述,通过对比不同吸附装置的结构、吸附特点及优缺点,将煤化工VOCs吸附技术与其他技术的组合实际工程应用进行了比较分析,并展望了吸附技术的未来研究方向。影响吸附过程的因素有吸附材料的结构特性、表面化学性质及亲疏性热稳定性等物理化学特性,被吸附物质VOCs的分子特性、吸附剂与吸附质之间的相互作用、不同吸附质之间的相互竞争、吸附环境等;物理吸附过程包括外表面传值吸附阶段、内部表面扩散阶段、不同孔径孔隙之间的平衡阶段;吸附剂微孔提供了主要的吸附位点,而中孔及大孔则增强了VOCs的扩散通道。吸附材料经过适当改性具有优异的VOCs吸附能力;采用H2O2浸渍法改性可提高活性炭纤维表面含氧官能团含量,吸附能力增强;采用具有强氧化性的浓硫酸等改性使活性炭表面具有含氧基团,增强活性炭对氮的吸附能力;用碱性氢氧化物改性的活性炭增加了比表面积,用酸改性可增加表面官能团,用KOH活化可获得更好的孔隙率。需要针对VOCs种类、浓度、流量及排放量等特性选择适合的吸附装置。吸附技术是控制煤化工VOCs排放和回收有价值VOCs再利用的经济、有效且具有前景的技术,可与其他技术组合处理VOCs气体,进行有利用价值VOCs气体的回收利用,实现VOCs废气排放达标。吸附技术未来研究重点是吸附材料改性(或定向改性)、新型改性方法及新型吸附材料研究、高效低成本吸附装置研究、多组分吸附质同时脱除研究,并提出了多组分VOCs吸附及解吸附的复合吸附装置研究思路。     

低浓度挥发性有机物吸附浓缩材料的研究进展

由于挥发性有机物（VOCs）会对环境造成严重的危害，因此VOCs的处理一直备受人们的关注，但发展高效的VOCs处理技术仍然存在严峻的挑战。本文针对大风量、低浓度VOCs的处理展开了综述，重点围绕吸附、催化燃烧处理展开讨论。对于大风量的低浓度VOCs，虽然浓度较低但VOCs排放量非常巨大。通过VOCs浓缩技术，提高浓度减少风量成为降低VOCs处理成本的有效途径。其中，发展高性能VOCs吸附材料是VOCs浓缩技术的关键。阐明了活性炭、分子筛等重要吸附材料的性质及其吸附VOCs的原理，并对吸附材料性质和VOCs种类对吸附效果的影响进行了探讨。展望了活性炭浓缩-催化燃烧技术和分子筛转轮浓缩-催化燃烧技术在大风量的低浓度VOCs处理中的应用前景。     

活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)是一类重要的大气污染物,其所带来的环境污染问题已经引起全世界的关注.活性炭吸附法是治理VOCs污染的有效手段.本文从介绍VOCs治理技术出发,简述了活性炭吸附法在VOCs治理中的使用现状,概括了活性炭吸附法治理VOCs的工艺技术和存在问题,指出变温-变压吸附、变电吸附以其高效节能环保的优点,在VOCs治理中具有较好的发展前景.分析了活性炭表面化学性质、吸附质的物性、操作条件对活性炭吸附法治理VOCs的影响,为VOCs治理专用活性炭的改进和新产品的开发,提供了理论依据.在总结现有研究进展的基础上,预测了活性炭吸附法治理VOCs技术的发展趋势,提出对工艺的改进以及与其他VOCs废气处理技术的耦合使用,针对不同VOCs排放场所开发不同活性炭品种和VOCs回收装置将是以后研究的重要方向.     

ZSM-5分子筛吸附去除VOCs的研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)的治理已成为当前大气污染防治的主要方向,引起广泛关注。吸附法具有操作简单、工艺成熟、能耗低和效率高等优点,是脱除VOCs的有效方法。从治理VOCs方法出发,简述ZSM-5分子筛用作吸附剂在治理VOCs方面影响其吸附效率的主要因素,如硅铝比、掺杂金属阳离子、表面酸碱性及吸附状态等,为ZSM-5分子筛的性能优化及新品开发,提供理论依据。在总结现有的吸附工艺基础上,提出吸附法与其他技术的联用,是今后VOCs治理的主要发展方向。     

多孔材料吸附挥发性有机物的研究进展

吸附法是治理挥发性有机物（VOCs）的重要技术之一。近年来，多孔材料用于VOCs的吸附处理受到了研究者的广泛关注。本文总结了多种多孔材料，如活性炭、生物炭、活性碳纤维、石墨烯、沸石分子筛、金属有机骨架材料、多孔有机聚合物和复合材料等在VOCs吸附领域的应用和研究进展，阐述了各类材料在VOCs吸附应用中存在的问题，探讨了其未来发展前景，总结了吸附剂失活的原因和再生的方法，为多孔材料在VOCs吸附领域的应用提供借鉴。     

挥发性有机污染物VOCs处理技术研究进展

在介绍国内VOCs污染及排放现状的基础上,重点阐述了VOCs的两大类处理技术回收及净化,主要包括单一处理工艺吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、燃烧法、光催化氧化法、低温等离子体法、生物法等。并基于单一处理工艺,介绍了VOCs处理技术的组合应用,包括吸附-催化燃烧法、吸附-光催化法及低温等离子体协同光催化技术等,最后提出VOCs处理技术的研究展望。     

三种吸附剂对餐饮VOCs吸附性能的对比

通过对柱状活性炭、蜂窝活性炭、疏水分子筛对乙醇的吸附实验,对比其吸附效率和吸附容量随时间的变化曲线,探索三种吸附剂在废气治理领域的应用前景。结果表明,活性炭类吸附剂除了具有微孔外,还具有中孔结构,在一定范围内吸附性能优于疏水分子筛。柱状活性炭、蜂窝活性炭、分子筛可采用不同的工艺方式单独或组合应用于风量大、浓度低、间歇性排放的VOCs净化工程。     

地质聚合物基分子筛合成方法及在工业废水处理中的应用研究进展

地质聚合物是三维立体网状结构的无机凝胶材料，其具有原料来源广泛、制备工艺简单、耗能小、污染低，其具有优良的吸附性、较高耐酸碱腐蚀性和较强机械性能等特点。分子筛具有内部孔道均匀、比表面积大、反应选择性高等优点，是一种新型环保的吸附材料。由于其与地质聚合物存在物质传递和结构遗传的关系，分子筛可在一定条件下由地质聚合物转化而成。富含硅铝元素的工业废渣均可制备地质聚合物和分子筛，由于其自身特点，常被用作吸附剂处理工业废水，从而实现资源化利用和“以废治废”的目的。本工作综述了地质聚合物基分子筛合成和工业废水应用方面的研究进展，介绍分子筛原料来源和材料性能特点，总结利用粉煤灰、尾矿、矿渣等材料制备地质聚合物基分子筛的合成方法，分析分子筛材料处理工业废水的应用现状，对寻找到更加经济先进的分子筛合成工艺和推广工业化应用进行展望。     

烃类异构化小粒径、多级孔SAPO-11分子筛催化剂研究进展

由于小粒径、多级孔或兼具小粒径与多级孔结构的SAPO-11分子筛能够显著提高SAPO-11分子筛催化剂在烃类加氢异构化中的活性和选择性,近年来已成为烃类异构化催化剂研究的热点。本文按照SAPO-11分子筛的制备方法进行分类,系统介绍了小粒径、多级孔和兼具小粒径与多级孔结构的SAPO-11分子筛的制备及其临氢异构化性能,指出在今后的研究中,研究开发新的绿色高效合成方法,降低合成成本和减少环境污染是小粒径或（和）多级孔SAPO-11分子筛催化剂实现工业化应用亟待解决的突出问题和研究方向。     

VOCs在分子筛上吸附性能的研究进展

简单介绍了一些常见分子筛的构型及特点,讨论了不同构型分子筛对各种VOCs废气吸附效果的研究进展。总结了各类分子筛对VOCs的吸附特性,发现立方构型的分子筛对VOCs废气的吸附效果最佳。小结了影响分子筛吸附性能的因素,发现分子筛的比表面积、孔容、硅铝比、表面官能团等自身性质都会对吸附VOCs废气的性能产生一定的影响。另外,分子筛的吸附容量还与吸附时的进气流速、入口气体浓度、吸附剂床层高度等工况有关。最后,对现有研究做了总结与展望,为分子筛吸附VOCs的合理应用提供了理论支持。     

ZSM-5分子筛吸附剂应用于污染治理的研究进展

简要介绍了ZSM-5分子筛的结构，综述了ZSM-5分子筛作为吸附剂处理大气以及水污染的研究进展。阐述了该材料在吸附领域中的优势及其发展趋势，小结了ZSM-5分子筛在水和大气污染治理方面的应用及发展方向，提出了针对处理对象来调整孔道结构和半径、硅铝比以及负载活性成分，以提高其吸附容量，为环境污染治理提供指导。     

沸石分子筛在大气与水污染治理应用的研究进展

介绍了沸石分子筛结构、性质以及近年来国内外利用沸石分子筛在大气与水体污染治理领域中的研究与应用进展,阐述了该材料在大气净化及污染水体治理领域中应用的原理及优势,提出了针对应用对象有效调控孔径大小及吸附容量、可循环利用的高效吸附降解复合材料制备是沸石研究的发展趋势。沸石分子筛的合理利用能为国内日益加剧的大气与水污染治理提供支持。     

小粒径SAPO-11分子筛合成的研究进展

传统的SAPO-11分子筛颗粒尺寸较大,将其作为烷烃加氢异构化双功能催化剂的载体时,会增加烷烃分子在孔道内的停留时间,并降低载体的孔体积和酸中心利用率。小粒径SAPO-11分子筛孔道长度短,更便于烷烃分子扩散,并且具有更多暴露的孔口,提高了催化活性位的可及性。本文针对传统水热法合成的SAPO-11分子筛因颗粒尺寸较大而降低其孔体积和酸中心利用率,以及增加烷烃分子在孔道内的停留时间,使得烷烃分子在孔道内酸性位的作用下发生过度裂化等问题,综述了小粒径SAPO-11分子筛制备方法的最新研究进展及其优缺点,介绍了小粒径SAPO-11分子筛合成过程中的影响因素,并分析了小粒径SAPO-11分子筛合成技术中的关键要点和亟待解决的问题以及未来的发展趋势,指出未来应着重于具有良好热稳定性的小粒径多级孔SAPO-11分子筛的研究,并且应注重实现合成过程的方法绿色化、模板剂绿色化和溶剂绿色化。     

硼铝骨架改性中孔分子筛的合成与表征

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,以十六烷基三甲基溴化铵（CTABr)为结构模板剂,在碱必条件下采用水热晶化法成功合成了B－Al骨架改性的中孔分子筛MCM－41。通过XRD、TG－DTG、IR、N2等温物理吸附等多种表征手段对其进行结构、性质分析;发现B有助于Al进入Si-MCM-41中孔分子筛的无机骨架中,B－Al-MCM-41比Al-MCM-41的晶体完整性好;同时掺入B、Al后的中孔结构分子筛与全硅MCM－41中孔分子筛相比,无机墙表面基团的性质不同,比表面积稍小,最可几孔径稍大,孔径分布较宽;Al,B同晶取代Si进入MCM－41无机骨架人会使其中孔结构发生一些变化,因而合成的B－Al-MCM-41必将有不同的催化、吸附性能。     

粉煤灰合成中孔分子筛MCM-41及其吸附性能

以粉煤灰为初始原料,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂采用水热法合成出中孔分子筛MCM-41,采用小角XRD、TEM、氮气吸附-脱附等对样品的物相、比表面积、孔径、孔体积等进行表征,并研究了样品分子筛对镍离子的吸附性能。结果表明：样品具有典型中孔分子筛MCM-41的特性,比表面积为576 m^2/g,平均孔径为5.53 nm;Ni^2＋能定量吸附在样品分子筛上,最大去除率可达到96%,吸附性能符合Langmuir吸附方程特征,并且随吸附液pH的增大,Ni^2＋去除率也随之增加。