VOCs治理技术 |一文读懂VOCs吸附剂—分子筛

南大万贤 · 发表于 2025-2-14 11:01:45

一提到VOCs吸附剂，总是让圈内技术人员自然反应到活性炭，活性炭虽然目前应用范围广，但其在应用过程中逐渐暴露出一些问题，如再生性能差、使用后再生较困难、稳定性差、孔易堵塞、具有可燃性、存在一定的安全问题等，进一步衍生导致的还有高频率的危废处理问题。

近年来，结合沸石转轮与RTO或RCO的VOCs 处理技术日益引起人们的关注。微信群中不少咨询处理技术的问题都被一些朋友以RTO和RCO来作为答案抢答，到底有没有去了解工况无人知晓，但这侧面说明RTO和RCO技术已深入人心，希望不是仅仅是销售回答客户的口头禅。

1756 年人们最早发现了微孔的硅铝酸盐( 天然沸石) ，这类天然分子筛在分离吸附领域都有研究，但在工业上应用不能满足大规模的需求，因此目前分子筛需要合成。分子筛是沸石转轮技术的核心材料，其实它是一种具有孔洞结构的硅铝酸盐多孔晶体材料，根据硅铝含量的不同，可分为低硅、中硅、高硅分子筛。其通常具有均匀的孔道结构，稳定性好，比表面积大的特点，如比表面积可以达到800-1000m3·g-1。

再讲讲分子筛吸附VOCs 的影响因素，如分子筛孔径、有机物极性、分子筛表面及结构性质等都对吸附有影响。

首先吸附能力的大小与VOCs 的分子大小和分子筛孔径的大小有关，当VOCs 分子直径小于分子筛孔径时，可以进入分子筛孔道被吸附，而直径大于孔道直径时则不能进入孔道内部，但不一定孔径越大吸附量越大，直径小的VOCs 分子通过大孔径时容易穿透而难被吸附，因此对VOCs 分子进行吸附时，要考虑孔径的影响。

分子筛骨架中Al3+的存在而带负电荷，为保持电中性，骨架的空隙中必须存在补偿电荷的阳离子，而这些阳离子便成为作用点，对极性分子具有亲和性。硅铝比低的分子筛作用点多，对极性分子具有较高的亲和力，因此有机物极性越高越容易被吸附；当增加分子筛硅铝比，分子筛表面由亲水性向憎水性转变。水分子具有很强的极性，当与VOCs 分子同时存在时，会存在竞争吸附，因此改变分子筛硅铝比对于VOCs 的吸附尤为重要。

但是从吸附的角度考虑，低硅铝比分子筛骨架结构稳定性及水热稳定性差，而高硅分子筛稳定性好，疏水性高，有利于对VOCs 等有机物的吸附。提高分子筛硅铝比使得分子筛表面极性降低，疏水性增强，更利于VOCs 的吸附，因此对高硅分子筛在VOCs吸附方面应用更为务实广泛。