［ 摘
要 ］ 性炭 吸 附 法 是 目前 使 用 最 为 广 泛 的处 理 ＶＯ ｓ的 方法 之 一 。 பைடு நூலகம் 文 综 述 了 活 性 炭 吸 附 挥 发 性 有 机 气 体 的 影 活 Ｃ
响 因素 ：活性炭的孔隙结构、活化方法、进 Ｉ ＶＯ ｓ的浓 度、有机气 体的物化 性质、混合 ＶＯ ｓ以及温度、吸附剂填充 ： １ Ｃ Ｃ 密度、流量等 ，都是活性炭吸附挥发性有机气体的影响 因素 。 【 关键词］ 活性炭 ；吸附 ；挥发性有机气体
ＴｈｅＦａ ｔ ｒ ｆ ｃ ｈｅＡ ｃ ｉ ｔ ｄ Ｃａ ｂｏ ｄ ｏ ｐｔｏｎ ｏ ｌ ｔｌ ｒ ａ ｃ Ｃｏ ｐｏ ｃ ｏ ｓＡｆ ｅ ｔｔ ｔｖａ ｅ ｒ ｎ Ａ ｓ ｒ ｉ ｎ Ｖｏ ａ ｉｅ Ｏ ｇ ｎｉ ｍ ｕｎｄ ｓ
Ｐ ｎ Ｂｉ ｕ Ｌｉ ｎ ｕ， ａ ｕ ａ ｙ ｎ， Ｙａ ｘ Ｗ ｎｇ Ｊ ｎ
质 的分子或离子的几何大小相 匹配才能有效利 用 ｉ 汤进华等 通 过对 不同 比表面积和 孔结构的活性炭进行 甲
醛吸附 的研究 ，重量法精确测量活性炭对 甲醛气体 的饱和 吸附
量 ，比较各种活性炭和改性活性炭 的吸附效果 实验表 明，活 性炭对 甲醛分子 的吸附与其孔结构和表面官能 团密切相关 ，微
１１ｌ ！ 甲烷 的 吸 附能 力 比其 它 的活 性 炭都 强 。 汤进 华 等【通 ，， 氯 ９ ｊ
活性炭吸附法适用于大风量、低浓度、温度不高 的有机废
过对 活性炭浸渍改性 的研究表 明，强氧 化性的 ｌ ３和 Ｈ ０ ｔ ＮＯ
处 理 的样 品 均 有 利千 对 甲醛 分 子 的 吸 附 ，丽 氨 基 改 性 过 的样 品
物 ，包括芳香族化合物（ 如甲苯、二 甲苯） 和脂肪族化合 物（ 如丙
酮 、 ｎ已烷 ） 』 们 主 要 来 源 于 石 油化 工 行 业 所排 放 的废 气 ； 一 。它
造纸、油漆涂料采矿、金属 电镀和 纺织等行业所排 出的有机溶 剂 ；交通 工具所排放 的废气及其他 可能 排放 有毒有害有机废气 的污染源 ； 室 内装修导致 的化学污染物 主要有 ：甲醛、氨气、
挥 发 性 有 机 物 （ ＯＣ ） Ｖ ｓ是一 类 有机 化合 物 的 统 称 ，通 常 指 在
并芘类 多环 芳烃能使人体直接 致癌 ， 已经 弓 起人类的高度重视 。 ｌ
１９ 年 通 过 的 有 关 跨 国 大 气 污 染 议 定 书 及 近 年 出 台 的 ９１
常压下沸点低于 ２ ０ ℃或室温 时饱和蒸气压大于 ７ ａ的有机 ６ Ｐ ｌ 化合物 ， 也有将常压下沸点低于 １０℃或 ２ ０ ５℃时饱和蒸气压大
于 １３Ｐ ａ的有 机 化 合 物 称 为 Ｖ Ｃ ｌ。 ３ Ｏ ｓＪ ＶＯＣ 是常 见 的 大气 污 染 ｊ ｓ
ＩＯ１０ ０都对 ＶＯ ｓ的排放做 了严格 的规定ｌ，Ｖ ｓ Ｓ ４０ Ｃ 。 ＯＣ 的也成 ｊ 为 当前 环保 的热点之一 。 有机废气 的处理方法主要有 两类 ：一 类是回收法。 回收法 是通过物理 方法，在一定温度压力下 ，用选择性 吸附剂和选择 性渗透膜等 方法 来分离 ＶＯ ｓ Ｃ ，主要包括活性碳 吸附、变压吸 附、冷凝法和 生物膜 法等 ；另一类是消除法 。消除 法是通过化
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广
８ ・ ２
东
化
工
２０ 年 第 １ ０８ 期 第３ ５卷 总第 １ ７ ７ 期
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１
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蓑 ； 面酸 俞 ， 利性 物当 形 性 物 则 于 表 成 化 时有 碱
渡孔吸附时除单分子层和 多分子层 吸附外 ，主要通过 毛细凝聚
机理产 生容积填充 ；大孔 多数发 生多分子层 吸附，最有代表性
的 是 Ｂ Ｔ理 论 。从 吸 附 理 论 可 以 看 出 ，活性 炭 的 孔径 要 和 吸附 Ｅ
２４Ｖ ． ＯＣｓ的物化 性质 对 活性炭 吸 附的影 响
吸附剂的极 性对吸附过程影响也很 大。一般来说 ，对于具 有极性 的吸附剂 ，由于其对吸 附质 的吸附靠 静电弓力 ，因此， ｉ 它 对极 性吸附质吸附最就大 ；对于不具 有极性 的吸附剂 ，它就 能够大量吸附非极性 的有机分 子。此外 ，吸附质的相 对分子质 量、沸点和饱和性 ，都影 响吸 附量 的大 小。当用同一种活性炭 作 吸附剂时 ，对于结构类似 的有机物 ，其相对分 子质 量愈 大、
放 出 大量 的挥 发物 。
净化方法 ，已得到广 泛的应用 。在吸附法 中，最常 用的吸附剂
是 活性 炭 。
有机废气通 过呼吸道和皮肤进 入人体 后 ，能 给人的呼吸、 血液、肝脏等系统和器官造成暂 时ｌ和 永久性 病变 ，尤其是苯
【 收稿 日期】 ２ ０ ０ １ ０ ７ １ —３ 【 简介】潘 碧 Ｚ（９ ３） 作者 － ８ ，女 ，广 东清远 人 ，硕 士研 究牛 ，主 要研 究 斤向为 大气 污染 控 制 下程 。 １
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２０ ０ ８年 第 １ 期
广 东 化 工
ＷＷＷ．ｄ ｈ ｍ ．ｏ ｇ ｃ ｅ ｃ ｍ ８１
第 ３ 卷 总第 １ ７ ５ ７ 期
活 性 炭 吸 附挥 发 性 有 机气 体 的影 响 因素
潘碧 云 ，李彦旭 ，王军
（ 东 工业大 学 环境 科 学与 工程 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ） 广 ０ ６ １ ０
（ ｓｔｔ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｎｖ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １０ ６ Ｃ ｉａ Ｉ ｔｕｅ ｆ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｃｅ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅｉ ， ａ ｇ ｏ ｇＵ ｉｅｓ ｙｏ ｃｎ ｌｇ ， ａ ｇ ｈ ｕ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｉ Ｅ ｏ ｎ ｎ ｔ Ｔ ５ ０
气治理 。此法工艺成熟 ，效果可靠 ，易于 回收有机溶剂 ，因此 被广泛地应用于化工、喷漆、 印刷、轻工等行业 的有机废气治 理 ，尤其是苯类 、酮 类的处理 。王淑勤等Ｌ利用亚硫酸氢钠和 ７ 碳酸钠改性 的活性炭对室 内空气污染 中甲醛进行 了治理研究 ，
考察了颗粒活性炭、粉末活性炭、改性活性炭对 甲醛去除率 的 影响 ，测试了改性活性炭 的平衡吸附量 ，吸 附穿透时 间。结果
Ａ ｂｓｒａ ｔ ｃ ｉ ｔ ｄ ｃ ｒ ｏｎ ａ ｏ ｐｔｏ ｓｏｎ ｆｔ ｏｓ ｔ ｃ ：Ａ ｔｖａｅ ａ ｂ ｄｓ ｒ ｉｎ ｉ ｅ ｏ ｍ ｔｐｏｐ ａ ｅｈｏ ｓ ｄ ｔ ｏｎ ｒ Ｏ Ｃｓｐ ｌ ｔｏ ｈｅ ｕｌｒｍ ｔ ｄｓｕ ｅ ｏ ｃ ｔｏｌ Ｖ ｏｌｕ ｉｎ．Ｔｈｉ ｐ ｒｓ ｍ ａ ｉｅ ｈ ｓｐａ ｅ ｕｍ ｒｚ ｄ ｔ ｅ ｆｃｔｒ ｈ ｔａ ｅ ｔ ｄ ｔ ｃ ｉ ｔｄ ｃ ｒ ｎ ａ ｏ ｐｔｏ ＯＣｓ ｔ ｅ ｓｍ ｃ ｕ ｅｏ ｏｌ ｎ ｔ ｃ ｉ ｔｄ ｃ ｒ ｏｎ， ｃ ｉ ｔｄ ｍ ｅｈｏ ，ｔ ｎ ｐ ｎ ａ ｏ ｓｔ ａ ｆ ｃｅ ｈｅａ ｔｖａｅ ａ ｂｏ ｄｓ ｒ ｉｎ ｏｎ Ｖ ： ｈ ｔ ｔ ｒ ｆｔ ｈ ｄ ｉ ｈｅａ ｔｖａｅ ａ ｂ ｈｅ ａ ｔｖａｅ ｔ ｄｓ ｈｅｉ ｌ ｏ ｃｏ ｃｅ ｒ ｔｏｎ ｏｆＶ ＯＣｓ ｈｅ ｐ ｓｃ — ｈ ｍ ｉ ａ ｏ ｒｉ ｓｏｆｔｅ Ｖ ＯＣｓ ｎ ｎｔａ ｉ ，ｔ ｈｙ ｉａｌｃ ｅ ｃ ｌｐｒ ｐｅ ｔｅ ｈ ，ｍ ｉ ｄ Ｖ ＯＣ ｓ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ，ｔ ｅ ｃ ｓｓｅ ｙ ｏｆｔ ｅ ｆｌｅ ｏｒ ｅ ｎ ｘｅ ，ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｈ ｏｎ ｉｔｎｃ ｈ ｌ ｄ ｓ ｂ ｎｔａ ｄ ｉ
Ｒ．．ａ ｓｄ ＲＢ ｎｏ 等 利用核桃壳状活性炭和杏仁壳状活性炭对
活性炭微孔结构高度发达 ，使它具有很大 的比表面积 ，由
表面效应所产 生的吸 附作 用是活性炭 吸附最 明显 的特征之一 。 活性炭吸附主要有以下特点 ：（） １活性炭是非极性 的吸附剂 ，能 选择吸附非极 性物质 ；（） ２活性炭是疏水性的吸附剂 ，在有水或 水蒸气存在的情况下仍能发挥作 用；（） ３活性炭 孔径分布广 ，能
ｔ ｅｆ ｘ ｗｅ ｅｔ ｅ ｆ ｃｏ ｓ ｈ ｔ ｆｅ ｔｄ ｔ ｅａ ｔ ａｅ ａ ｂ ｎ ａ ｏ ｐ ｉ ｎ ｏ ｈ ｕ ， ｒ ｈ ａ ｔ ｒ ａ ｆ ｃｅ ｈ ｃ ｉ ｔｄ ｃ ｒ ｏ ｄ ｒ ｔｏ ｎ ＶＯＣｓ ｌ ｔ ａ ｖ ．
Ｋｅ ｙｗｏｒ ： ｃ ｉ ｔｄ ｃ ｒ ｎ； ａ ｓ ｒ ｉ ｎ； ｖ ａ ｉｅｏ ｇ ｎｉ ｏｍ ｐ ｎｄｓ ｄｓ ａ ｔｖａｅ ａ ｂｏ ｄ ｏ ｐｔｏ ｏｌｔｌ ｒ ａ ｃｃ ｏｕ
吸附效果 减弱 ，主要原 因是 Ｈ ＮＯ３ 改性 增 加了活性炭 表面 的
Ｃ＝０ 、０一Ｃ＝０ 等含氧官能 团的量 ，从而改善 了对 甲醛 的吸
附效 果 。
２３Ｖ ｓ浓 度对 活性炭 吸附的 影响 ． ０Ｃ
ＶＯ ｓ的进 口浓 度对活性 炭吸附有极大影响 ，进气 的初始 Ｃ 浓 度越 高 ，穿透时间和完全饱和时 问越短 。活性炭在 高浓 度条 件 下吸附气体时 ，属于物理吸附 ，吸附量不依赖于被 吸附物质 的属性 ，而只依赖于活性炭的孔径和孔的数量 ； 而在低浓度下 ， 则属于化 学吸附，吸附爱取决于被吸附物 的化学性质 。 陈秋 燕等… 研究 活性炭 吸附不同浓 度的 甲苯的实验 ，结果 表 明 ： 同浓度的 Ｖ ｓ １ 不 ＯＣ 的 Ｏ％透过时问与入 口浓度的对数存 在线 性关系 ：ｌｔ Ａｌ１＋ ｇｂ ｇ Ｂ，入 口浓 度越大 ，透过 时间越短 ， ＝ ４ 透过 曲线越 陡。孙辉 等＿ 研 究不同浓度 的甲苯 穿过活性炭 纤维 ｌ 的实验 也表明 ：初始浓度 大的苯系物 穿透 时间短 。
表 明 ，亚硫 酸氢 钠和碳 酸钠 改性 的活性炭对 甲醛 的 去除率为 ６ Ｏ％，动态治理后能够达到 国家室内空气质量标准。
２ 活性炭 吸附挥发性有机气体的影响因素
２１ 活性炭 孔 隙结构 对 Ｖ ｓ吸附 的影响 ． ０Ｃ