活性炭对VOCs的吸附研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)是大气主要污染物之一,包括烃类化合物和芳香族化合物,如乙二醇和苯等.VOCs不仅导致温室效应,破坏臭氧层,而且当其浓度偏高时,会引起人体不适,严重时危及生命,因此如何有效地处理VOCs成为学术界和工业界的研究热点.目前,处理VOCs的技术众多,包括催化氧化等破坏性回收技术和吸附等可恢复性技术.相比于在回收过程中不可避免会产生有毒副产物的破坏性回收技术,吸附技术具有VOCs回收效率高、操作简单、能量消耗低等优点,因而被广泛应用.吸附技术的核心是吸附剂.活性炭因具有较高的比表面积、良好的孔道结构以及易于表面官能团改性等优点,被认为是一种具有潜力的VOCs吸附材料.但目前未经改性的活性炭通常比表面积小、表面官能团含量少、对VOCs的吸附能力和选择性较差且疏水能力差,极大地影响了其在潮湿环境中的应用.鉴于此,本文在介绍活性炭对VOCs吸附和脱附原理的基础上,从活性炭的物理结构和表面化学性质两个角度出发,重点介绍不同改性方法(物理改性、化学改性等)改性后的活性炭对VOCs吸附能力和选择性的影响,并对吸附饱和后活性炭的再生方法进行总结.本文旨在系统总结活性炭对VOCs的吸附、解吸和再生机理,以及活性炭改性技术的最新进展,为制备比表面积大、表面官能团丰富的工业化活性炭提供参考.     

光（电）催化氮气还原合成氨研究进展

光（电）催化氮气还原技术利用天然太阳能作为能源，具有成本低、反应条件温和等众多优势，可解决传统工业合成氨Haber-Bosch工艺的高能耗以及高CO₂排放等问题，被认为是目前最具前景的新兴合成氨技术之一。由于氮气为非极性分子，在水中溶解度极低，且本身呈现化学惰性，难以被活化，使得整体的氮气还原转化合成氨效率较低。同时，光生载流子的利用率也显著影响整体的催化效率。为此，光（电）催化氮气还原技术的关键在于催化剂的设计和催化反应体系的优化。本文在介绍光（电）催化氮气还原合成氨反应过程以及机理的基础上，主要从促进氮气溶解扩散、氮气吸附和活化以及强化载流子分离和传输等具体反应过程出发，重点综述近期国内外在光（电）催化氮气还原合成氨领域基于上述反应过程强化的最新研究现状。最后，指出了目前光（电）催化氮气还原合成氨研究领域面临的挑战，并对此领域的未来发展趋势进行了分析与展望。