蜂窩沸石分子篩中-分子篩吸附技術治理VOCs

分子篩不僅是一種催化材料，還具有良好的吸附分離功能，其在石油化工和環境化工等多個行業中都發揮著巨大作用。迄今為止，已知結構的分子篩達213 種，且從組分元素與骨架結構的多樣性來看，尚有很大的發展空間。報道的分子篩吸附劑主要包括A 型、X型、Y型、ZSM型分子篩。分子篩材料用于VOCs的分離凈化，有很大的應用前景。

1.1 A型分子篩

在眾多沸石分子篩種類中，A型分子篩是比較常用的一種。其結構與NaCl相似，屬于立方晶系。該類型分子篩的吸附能力和離子交換能力很強，常被作為干燥劑和吸附劑而廣泛應用于化工、石油、醫藥等領域。A型分子篩對不同VOCs吸附情況見表1。

其中，劉芝平等發現 3 種正構烷烴在介孔 5A 沸石內很大吸附量均大于各自在微孔 5A 內的很大 吸附量。并進一步驗證了正構烷烴在無粘結劑 5A 分子篩上的吸附與微孔擴散有很大的影響，而在有 粘結劑 5A 分子篩上的吸附與打孔擴散有直接聯 系。同時，在一定的溫度和壓力條件下對多碳鏈的 各種烷烴在 5A 沸石分子篩上的吸附和擴散進行了 考察，并用 Langmuir 模型對數據進行關聯，探究 不同種類多碳鏈的擴散系數以及碳鏈數量與吸附熱 的關系。

Ruthven 等發現擴散活化能隨碳數的增加而增 長，初始吸附熱與碳數呈線性關系的規律。 

Carlos A 等研究了丙烯和丙烷在 323～423 K 溫 度范圍內，在 5A 沸石分子篩內的吸附和擴散，并 得出相應的吸附數據及平衡動力學數據 （見表 1）， 在 100 KPa 下，丙烯的吸附選擇性隨溫度的升高而 增加。

將 A 型沸石分子篩改性制備分子篩復合材料， 使得吸附性能得到改進。改性后的復合材料對不同 極性的 VOCs 有著不同的吸附能力，極性越大，甲 苯、乙酸乙酯記憶丙酮的吸附能力也越強。 

張希望等制備了 A 型分子篩 / 活性碳纖維復合 材料，顯著改善了分子篩在活性炭纖維表面附著差 的問題，復合材料的比表面積、孔容及微孔孔容比 純分子篩都得到顯著提高，制備的復合材料展現出 對二氯甲烷極佳的吸附效果。 

綜上所述，A 型分子篩添加黏結劑后堵塞了部 分分子篩有效孔道，導致具有更低的吸附容量以及

更低的吸附熱，這主要是因為添加粘結劑后，吸 附質分子表現出了更強的吸附性；擴散活化能、 初始吸附熱均與吸附質分子的碳含量呈線性規律；A 型分子篩復合材料的制備，使其吸附性能得以 顯著提高。