由标准气体和标准溶液制备标准吸收管的方法探讨

用装有活性炭和Tenax-TA吸附剂的吸收管采集空气样品,具有设备简单、采样稳定、重复性好等优点,近年来得到各国环境监测部门的认可和广泛应用.用标准气体制备标准吸收管更接近实际采样过程,并逐渐为国际社会所接受.本研究采用多组分挥发性有机物VOCs扩散管(渗透管)标准气体和不锈钢吸收管通过多组分动态配气装置和气体定量吸收系统来制备标准吸收管,并对标准吸收管进行分析测试,结果显示制备的标准吸收管吸收率和重复性都远优于由标准溶液制备的标准吸收管.     

多组分挥发性有机物气体标准物质制备方法研究

挥发性有机物(VOCs)的测量需要气体标准物质建立计量溯源性,从而保证测量结果的准确可比。注射称量法操作简单并易于控制,是制备VOCs气体标准物质的常用技术之一。将VOCs按沸点相近原则分组并分别制备混合溶液,然后采用注射称量法将各组混合溶液转移至目标钢瓶,这样可以获得准确可靠的多组分VOCs气体标准物质。     

多组分气体混合物在PDMS膜中渗透过程的模拟

近来,利用膜分离法进行可挥发性有机蒸汽(VOCs)的回收受到越来越广泛的关注.但是,对于多组分气体混合物,尤其是含有VOCs的多组分气体混合物在膜中的气体渗透过程的模型模拟则很少有人研究.因此,提出用MS与UNIQUAC的组合模型(MS-U)预测含有VOCs的多组分气体混合物在聚二甲基硅氧烷膜(PDMS)中的渗透过程.与实验数据对比表明:模型对于含有VOCs的气体混合物在PDMS膜中的渗透过程有着很好的预测效果.模型对于多组分气体的预测结果表明:较低的操作温度,适中的进料压力和正戊烷组成,较小的正己烷组成有利于从石油气中回收正戊烷.     

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.     

形貌可控的石墨烯/Cu-BTC复合物对VOCs吸附性能研究

制备还原氧化石墨烯(RGO)和Cu-BTC,并进一步通过水热反应将两者结合制备高性能吸附剂用于吸附挥发性有机物(VOCs)。通过对水热过程中反应温度和反应时间的调整，实现对复合吸附剂中RGO材料形貌的控制，进而实现对不同气体吸附能力的调控。结果表明：优化后的复合材料对甲醇和乙醇的吸附量分别达到13.6mmol/g和9.68mmol/g。复合材料中RGO的形貌对其在高温下的稳定性具有重要的影响，当RGO为纳米片状时，复合吸附剂的高温稳定性最好。此外，所制备的复合材料具有较大的比表面积和溶液中的高稳定性，复合RGO后其吸附溶液中的罗丹明B量比纯Cu-BTC高18.9%,表明其在污水净化领域也具有潜在的应用。     

金属-有机骨架材料对环境中典型苯系物的吸附研究进展

近年来,挥发性有机化合物(VOCs)作为一种新兴污染物,引起人们的关注。其中苯系物是一类典型的VOCs。许多苯系物对生物体具有毒性,对人类健康有直接危害。因此在生产生活中,需要对大气中的苯系物浓度进行控制。在各种控制方法中,吸附法作为一种简单易行的方法被广泛研究。金属-有机骨架材料(MOFs)由于其可控的骨架结构、较大的比表面积被广泛用于气体的吸附分离,也被认为是最具有苯系物吸附潜力的材料。主要介绍了MOFs吸附典型苯系物的能力,系统分析了影响MOFs吸附典型苯系物的因素,并深入探究如何通过制备MOFs复合材料来进一步提升其吸附性能。     

气凝胶在气体吸附净化中的应用研究进展

气凝胶(Aerogels)是一种以空气为介质的轻质多孔性凝聚态物质,由胶体粒子或高聚物分子相互聚集构成独特的纳米多孔三维网络结构。气凝胶的颗粒相和孔隙尺寸均为纳米量级,具有相当高的比表面积和孔隙率、可调控的开放孔隙结构、易于化学修饰的表面以及多样化的种类和形态,其气体吸附量可比同等条件下活性炭吸附量高两个数量级,因此在气体吸附净化领域逐渐受到人们的广泛关注。目前,气体吸附净化领域研究较多的气凝胶主要是SiO_2气凝胶和炭气凝胶。此外,近年来对金属氧化物气凝胶以及SiC气凝胶、石墨烯气凝胶、生物质基气凝胶等新型气凝胶的气体吸附应用也有相应的研究报道。吸附材料对目标气体需要同时具有较高的吸附容量和良好的选择性吸附能力。气凝胶的高比表面积和多孔性质提供了众多的吸附位点,但仅依靠自身物理吸附作用的吸附量有限,对目标气体的选择性不高,在实际吸附应用中,往往由于共存气体组分的竞争吸附影响对目标气体的吸附性能。因此,为了进一步提升气凝胶的吸附容量,提高对目标气体的选择性,研究人员围绕气凝胶修饰改性进行了大量的研究探索工作,并取得了一定的进展。目前,气凝胶吸附净化研究报道的目标气体主要是温室气体CO_2和大气中主要的污染物挥发性有机化合物(VOCs)。针对目标气体的不同可分别通过氨基功能化、氮掺杂等方法引入碱性位点或通过引入非极性官能团对气凝胶进行疏水改性,以提升气凝胶对CO_2或VOCs的吸附量和选择性。所采用的修饰改性方式主要有以下两种:一是在湿凝胶形成后或超临界干燥后通过嫁接、浸渍等手段对气凝胶表面进行功能化改性,通过引入特定的官能团或活性组分提升气凝胶对目标气体的吸附量和选择性;另一种是在溶胶-凝胶反应过程中引入功能化前驱体,在分子或纳米尺度上赋予气凝胶网络特定的性能,进而有效平衡活性组分稳定性和对目标气体的吸附性能。此外,对于炭气凝胶,还可通过活化进一步增大比表面积,改善孔隙结构和表面化学性质,从而实现对目标气体污染物吸附性能的优化。本文归纳了各类气凝胶在CO_2与VOCs吸附净化方面的研究进展,介绍了气凝胶的制备过程和结构特点,讨论并对比了不同气凝胶对目标气体的吸附性能与吸附机理,总结了当前气体吸附净化研究中对气凝胶进行修饰改性的主要方法,最后指出提高气凝胶的结构稳定性和吸附速率、设计可同时吸附多种目标气体的气凝胶、缩短制备周期并降低成本是未来研究工作的重点。     

VOCs传感器敏感膜材料及敏感机理研究进展

在有机挥发性气体(volatile organic compounds,VOCs)传感器中,对VOCs产生选择性吸附作用的敏感膜是至关重要的部分,传感器的响应效能取决于敏感膜的材料和制备方法。本文总结了用于VOCs传感器的有机聚合物材料、无机纳米材料、超分子材料和复合材料等不同结构类型的敏感膜材料,通过分析其化学组成、制备方法及结构特征,探讨并比较VOCs在各种敏感膜材料上的吸附性能及相互作用机制,特别介绍了近年发展起来的金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)材料在VOCs传感器中的应用及敏感机理。最后对敏感膜材料在VOCs传感器研发中面临的挑战及发展趋势进行了讨论和展望,包括传感器的灵敏度、交叉响应、寿命等性能问题,研发孔隙率高、比表面积大的敏感材料将有望解决这些挑战。     

氯氟烃3种混合标准气体的制备不确定度研究

正对称量法制备标准气体量值的不确定度分析有诸多文献进行了报道,对单组分标准气体的制备不确定度分析也有文献进行研究,但对多组分混合标准气体的制备不确定度的分析计算却未见文献报道,且在制备多组分混合标准气体过程中,某一组分的称量对其他组分称量结果的不确定度影响也是值得深入研究的问题。本文以称量法制备氯氟烃3种混合标准气体为例,介绍其制备方法和制备不确定度的来源及计算方法,并就如何减小制备不确定度进行了探讨。     

挥发性有机化合物监测仪溯源方法研究与探讨

挥发性有机化合物(VOCs)监测仪的溯源,最重要的是选择相对应、可获得、有效的气体标准物质。对于检测总量的VOCs监测仪,检测原理为光离子化检测器时,根据国家规范,可选用空气中异丁烯为气体标准物质,检测原理为火焰离子化检测器时,可选用空气中甲烷或丙烷作为溯源用气体标准物质。对于检测特征组分含量的VOCs监测仪,则需选用对应的单一或混合VOCs气体标准物质进行溯源校准。需要注意的是,校准用气体标物浓度应当覆盖并接近仪器实际监测的浓度范围,已确保校准的准确性和可靠性。