VOC(揮發(fā)性化合物)是石油化工、印刷、制鞋、噴漆等行業(yè)排放的常見(jiàn)的污染物。隨著(zhù)合成工業(yè)和石油化工工業(yè)的發(fā)展，進(jìn)人大氣的揮發(fā)性化合物越來(lái)越多。這些物質(zhì)主要有硫化氫、硫醇類(lèi)、硫醚類(lèi)、氨、胺類(lèi)、
　　吲哚類(lèi)、硝基化合物、烴類(lèi)、醛類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、醇類(lèi)、酚類(lèi)、酯類(lèi)以及鹵系衍生物等。
　　該類(lèi)物大多具有毒性，部分已被列為致癌物，如氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等。多數VOC易燃易爆，對生產(chǎn)企業(yè)的   造成威脅；部分VOC對臭氧層具有破壞作用，如氯氟烴(CFCs)和含氫氯氟烴(HCFCIs)。因此，需要經(jīng)濟的處理手段治理這些廢氣，其中吸附技術(shù)了越來(lái)越廣泛的應用。
　　VOC的處理方法可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是具有破壞性的方法，如焚燒法和催化燃燒法等，該方法可打斷VOC廢氣的化學(xué)鍵，將VOC轉化成CO2和H2O；另一類(lèi)是非破壞性方法，即吸附法，常用的回收方法有炭吸附法、冷凝法和膜分離法。而在各種揮發(fā)性廢氣的治理方法中，活性炭?jì)艋?/a>吸附法已經(jīng)占據了重要的地位并了廣泛應用。吸附治理技術(shù)因而成為研究的。
　　一、吸附技術(shù)的分類(lèi)
　　根據吸附質(zhì)和吸附劑之間吸附力的不同，吸附操作分為物理吸附與化學(xué)吸附兩大類(lèi)。
　　物理吸附又稱(chēng)范德華吸附，是吸附劑分子與吸附質(zhì)分子間吸引力作用的結果，因其分子間的結合力較弱，故容易脫附，如固體和氣體之間的分子引力大于氣體內部分子之間的引力，氣體會(huì )凝結在固體表面上，吸附過(guò)程達到平衡時(shí)，吸附在吸附劑上的吸附質(zhì)的蒸氣壓等于它在氣相中的分壓。
　　化學(xué)吸附是由吸附質(zhì)與吸附劑分子間化學(xué)健的作用所引起，其間的結合力比物理吸附大得多，放出的熱量也大得多，與化學(xué)反應熱數量級相當，過(guò)程往往不可逆，化學(xué)吸附在催化反應中起著(zhù)重要作用。
　　二、吸附機理及應用特點(diǎn)分析
　　1、吸附機理
　　吸附質(zhì)被吸附劑吸附的過(guò)程可分為三步：
　　一步外擴散：吸附質(zhì)從流體主體通過(guò)擴散(分子擴散與對流擴散)傳遞到吸附劑顆粒的外表面。因為流體與固體接觸時(shí)，在緊貼固體表面處有一層滯流膜，所以這一步的速率主要取決于吸附質(zhì)以分子擴散通過(guò)這一滯流膜的傳遞速率。
　　二步內擴散：吸附質(zhì)從吸附劑顆粒的外表面通過(guò)顆粒上的微孔擴散進(jìn)人顆粒內部，到達顆粒的內部表面。
　　三步吸附：吸附質(zhì)被吸附劑吸附在內表面上。對于物理吸附，第三步通常是瞬間實(shí)現的，所以吸附過(guò)程的速率通常由前二步?jīng)Q定，據內、外擴散速率的相對大小分為：外擴散控制、內擴散控制和內外擴散聯(lián)合控制三種。
　　2、吸附機理的特點(diǎn)
　　化學(xué)吸附熱與化學(xué)反應熱相近，比物理吸附熱大很多。如CO2和氫在各種吸附劑上的化學(xué)吸附熱為83740J/mol和62800J/mol，而這兩種氣體的物理吸附熱約為25120J/mol和8374J/mol。
　　物理吸附?jīng)]有很高的選擇性，其主要取決于氣體或液體的物理性質(zhì)及吸附劑的特性。而化學(xué)吸附具有較高的選擇性，如氯可以被鎢或鎳化學(xué)吸附。
　　化學(xué)吸附時(shí)，溫度對吸附速率的影響較顯著(zhù)，溫度升高則吸附速率加快，因其是一個(gè)活化過(guò)程，故又稱(chēng)活化吸附。而物理吸附即使在低溫下，吸附速率也可能較大，因它不屬于活化吸附?；瘜W(xué)吸附總是單分子層或單原子層，而物理吸附則不同，低壓時(shí)，一般是單分子層，隨著(zhù)吸附質(zhì)分壓增大，吸附層可能轉變成多分子層。
　　三、VOC治理中常用的吸附劑及應用
　　吸附法的吸附效果主要取決于吸附劑性質(zhì)、氣相污染物種和吸附系統工藝條件(如操作溫度、濕度等因素)，因而吸附法的關(guān)鍵問(wèn)題在于對吸附劑的選擇。通常固體都具有   的吸附能力，但只有具有很高選擇性和很大吸附容量的固體才能作為工業(yè)吸附劑。吸附劑要具有密集的細孔結構，內表面積大，吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩定，、耐水、高壓，不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑主要有分子篩、活性碳(顆粒狀)和活性碳纖維、活性氧化鋁、硅膠等。
　　1、吸附劑的選擇原則
　　吸附劑的性能對吸附操作的技術(shù)經(jīng)濟性指標起著(zhù)決定性的作用，吸附劑的選擇是非常重要的，一般的選擇原則為：1)具有較大的平衡吸附量。一般比表面積大的吸附劑的吸附能力也強；2)具有良好的吸附選擇性；3)容易解吸，即平衡吸附量與溫度或壓力具有較敏感的關(guān)系；4)有   的機械強度和，性能穩定，床層壓降較低，價(jià)格便宜等。
　　2、常用的吸附劑及應用
　　2.1、合成沸石(分子篩)及在VOC治理應用
　　沸石吸附劑是具有特定而且均勻一致孔徑的多孔吸附劑，其只能允許比其微孔孔徑小的分子吸附上去，比它孔徑大的分子則不能進(jìn)人，有篩分子的作用，故稱(chēng)為分子篩。
　　分子篩早在1756年被發(fā)現，但在工業(yè)上應用，則是在1954年   聯(lián)合碳化物公司實(shí)現人工合成分子篩以后。從此，各國競相研究，相繼應用。我國是在20世紀50年代末60年代初實(shí)現人工合成分子篩的研究，并工業(yè)化生產(chǎn)和應用。
　　據統計，世界合成分子篩的型號已有100多種，但用量較多、應用較廣的仍是A型、X型和Y型，其它用量不大。根據原料配比、組成和制造方法不同，可以制成不同孔徑(一般從3A到8A)和形狀(圓形、橢圓形)的分子篩。
　　根據VOC廢氣成分的區別，分子篩的具體參數也不盡相同，如標稱(chēng)孔徑、堆積密度、顆粒直徑、抗壓強度、晶胞常數、比表面積等都有區別。分子篩是極性吸附劑，對極性分子，尤其對水具有很大的親和力。由于分子篩突出的吸附性能，使得它在吸附分離中有著(zhù)廣泛的應用，主要用于各種氣體和液體的干燥，芳烴或烷烴的分離及用作催化劑及催化劑載體等。
　　2.2、活性炭及其在VOC治理應用
　　活性炭是黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素?；钚蕴吭诮Y構上由于微晶碳是不規則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時(shí)會(huì )產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔炭，堆積密度低，比表面積大?；钚蕴繜o(wú)臭、無(wú)味、無(wú)砂性、不溶于任何溶劑，對各種氣體有選擇性的吸附能力，對色素和含氮堿有高容量吸附能力。每克總表面積可達500~1000㎡。相對密度約1.9~2.1，表觀(guān)相對密度約0.08~0.45。
　　活性炭的研究、生產(chǎn)和應用發(fā)展很快，目前應用較多的主要是粉末狀、顆粒狀的活性炭和活性碳纖維。除此之外，蜂窩狀活性炭作為一種環(huán)保吸附材料，被處理廢氣在通過(guò)蜂窩活性炭方孔時(shí)能充分與活性炭接觸，吸附，風(fēng)阻系數小，具有優(yōu)良的吸附、脫附性能和氣體動(dòng)力學(xué)性能，采用蜂窩狀活性炭的環(huán)保設備廢氣處理凈化，吸附床體積小，設備能耗低，能夠降低造價(jià)和運行成本。
　　2.3、新型吸附材料
　　近些年，各國對環(huán)保、節能提出   ，吸附劑的工作也取得了飛快的發(fā)展。碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小的微孔組成，孔徑分布0.3~1mm之間，用途是空氣分離制作純氮。其吸附氧而純氮，即可比原始空氣壓力稍低的氧氣。
　　吸附法的優(yōu)點(diǎn)在于去除、能耗低、工藝成熟、脫附后溶劑可回收。缺點(diǎn)是設備龐大、流程復雜、投資后的運行費用較高且有二次污染產(chǎn)生，當廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易中毒。
　　在實(shí)踐中遇到的常見(jiàn)的多孔材料(如活性炭，硅膠和分子篩)的一些缺點(diǎn)，如低吸附能力、易燃性，并有與   的問(wèn)題。因此，人們一直專(zhuān)注新型多孔材料的吸附能力、反應動(dòng)力學(xué)和高可逆性。
　　因此，新型吸附劑的對擴大吸附分離技術(shù)的應用尤為重要。與傳統吸附劑相比，新型吸附劑可提高吸附VOC的能力，提高去除率，降低排放氣中殘余VOC含量。而新型金屬一骨架材料由于具備較高的空隙率、好的化學(xué)穩定性、可調的孔結構和高的比表面積，比其它的多孔材料具有   為廣泛的應用前景。