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文章编译自Rational design of a novel Silica-Based material with abundant open micropores for efficient VOC removal 多孔材料广泛应用于VOCs吸附处理，包括活性碳、活性碳纤维、硅藻土、粘土、金属有机框架（MOFs）、沸石和介孔材料等，是常见的末端处理工艺技术。理想的VOCs吸收剂应该具备较大的吸附能力、从吸附部位向周围快速扩散的能力、易于再生的能力以及较高的热/水稳定性。沸石因其有序的微孔隙性、优良的热稳定性和不燃性，是一种优良的VOCs吸附材料。 沸石大多对大分子的吸附能力较低，所以通常被应用于RTO、CO等燃烧式技术前端，以达到浓缩和稳定废气浓度的用途。VOCs气体组成复杂，制备适用于吸附多种不同大小VOCs分子的沸石极具挑战。此外，沸石普遍存在高湿度环境下吸附能力大幅降低，制备成本偏高，以及应用场景有限的问题。针对以上问题，中科院大连所通过室温水解、冷冻干燥和高温煅烧的简单合成路线制备了具有丰富微孔的新型硅基材料并对其性能进行了测试。  不同孔隙的三种硅基材料的团聚形式 1 不同分子大小VOCs吸附能力  MISTBA-0.36对不同VOCs的吸附能力 和解吸峰值温度 在对间二甲苯的动态吸附试验中，最佳的样品MISTBA-0.36表现出比传统吸收剂更好的吸附性能，在去除其他不同分子大小的VOCs时也表现出很高的吸附能力。吸附能力按照如下顺序：均三甲苯>苯乙烯>异丙醇>间二甲苯>甲苯>丙酮，其中间二甲苯的吸附能力高达202 mg/g。 2 低温脱附能力 MISTBA-0.36上所有吸附物的解吸温度峰值都低于115℃，这有利于吸附材料在较低温度下再生，大大降低能源消耗。 3 高湿度条件吸附能力  在相对湿度为60%的情况下， 不同吸附剂对间二甲苯的动态吸附性能 在相对湿度60%条件下的动态吸附-解吸实验中，MISTBA-0.36表现出较Silicalite-2、MCM-41、硅胶、SBA-15和多级孔ZSM-5等传统吸附剂更优异的吸附性能。 4 热稳定性和水热稳定性  MISTBA-0.36每个吸附-解吸循环后的 间二甲苯突破曲线 在吸附表现最优的样品MISTBA-0.36上进行吸附-解吸循环后，观察到4条相似的间二甲苯突破曲线，表明其吸附量未降低，具有良好的热稳定性和水热稳定性。 综上，该新型多微孔硅基材料与以往的沸石材料相比，在大分子吸附能力、低温脱附能力、高湿度条件吸附能力、热稳定性及水热稳定性方面均有所进步，同时多微孔硅基材料制备的流程得到了极大简化，有利于降低成本。 该工作在国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助下开发了一种简便地合成具有丰富的开放微孔的硅基材料的方法，制备了一种很有前途的VOCs去除吸附剂，为相关新型吸附材料的开发提供了新思路。 参考文献： Qiang Yu, Junjie Li, Wen Liu, Yanan Wang, Weifeng Chu, Xinbao Zhang, Longya Xu, Xiangxue Zhu, Xiujie Li,Rational design of a novel Silica-Based material with abundant open micropores for efficient VOC removal,Chemical Engineering Journal,Volume 454(2023) 140077, https:///10.1016/j.cej.2022.140077  |
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