粘土基多孔吸附-催化材料及其凈化典型VOCs的性能.pdf

1、空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)的凈化處理是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。粘土基類吸附/催化材料對(duì)VOCs具有較好的吸附/催化性能，在VOCs污染控制領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。本文以有機(jī)膨潤(rùn)土(或廢棄有機(jī)膨潤(rùn)土)為原料合成新型層狀多孔粘土異構(gòu)材料(Porous Clay Heterostructures，PCHs)以及銳鈦型粘土基多孔二氧化鈦(TiO2)納米催化材料，研究了它們吸附

2、/催化降解VOCs的性能、機(jī)制及構(gòu)效關(guān)系。本研究取得了以下有價(jià)值的結(jié)果：
　　 ⑴建立了典型PCHs吸附VOCs的多元線性數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了PCHs吸附VOCs的性能與氣體分子理化性質(zhì)(分子截面積、極化率、蒸發(fā)焓和臨界體積等)之間的構(gòu)效關(guān)系，揭示了PCHs吸附VOCs的特性及作用機(jī)制。發(fā)現(xiàn)PCHs對(duì)丙酮等羰基VOCs的吸附量高于甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯和對(duì)二甲苯等芳香烴VOCs。
　　 ⑵發(fā)現(xiàn)空氣濕度越高，PCH

3、s和活性炭(AC)對(duì)甲苯的平衡吸附量越小，穿透時(shí)間越短；與PCHs相比，AC吸附甲苯的性能受水蒸氣影響更為明顯，甲苯的平衡吸附量下降更大。AC對(duì)水蒸氣的吸附總量高于PCHs。初步探明了PCHs和AC疏水性能的差異及其水分子循環(huán)吸附-脫附機(jī)制。
　　 ⑶開(kāi)發(fā)了銳鈦型粘土基多孔TiO2納米催化材料。該材料比表面積和孔容較大，孔徑分布均勻，在紫外200～400 nm范圍內(nèi)有強(qiáng)烈吸收，具有較高的催化活性，對(duì)甲苯的光催化降解率與其比表面積