[发明专利]一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂

说明书

本发明公开了一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂，所述由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂中CNTs的质量分数为0.5%~10%。本发明的挥发性有机废气吸附剂采用MOFs/CNTs复合材料，其吸附VOCs的性能受湿度影响较小，具有VOCs吸附容量大、湿度稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及气体吸附领域，更具体地，涉及一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)一般是指饱和蒸汽压较高(20℃下大于或等于0.01kPa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。由于排放量大、毒性高，是环境空气污染的主要污染物之一，VOCs已被世界各国列为优先控制污染物。目前VOCs的控制净化方法主要有吸收法、吸附法、光催化、焚烧、冷凝以及生物降解等。吸附法是目前去除挥发性有机气体应用最广泛的方法，我国对VOCs的各个控制方法中，对吸附技术的应用占50％以上。吸附法是指利用吸附剂的吸附选择性，将气体中的VOCs分离出来的方法。与其他方法相比，吸附法具有去除效率较高、能耗低、气体去除较彻底、无毒害、工艺完备等优势。目前常用的吸附剂主要有分子筛、吸附树脂、活性炭及其衍生物等。主流的吸附剂为活性炭，因其价格便宜而被广泛应用，但其疏水性差，当废气中含有一定量的水蒸气时会影响活性炭的吸附性能，同时孔道容易堵塞，且活性炭再生困难，再生过程可能产生二次污染。

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是近20年快速发展起来的一类新型多孔材料。由于具有大的孔容及高比表面积，这类材料在催化、气体储存与分离及环境有害气体吸附等方面的应用得到了广泛研究。然而，由于MOFs机械强度低，固体呈粉末状等缺陷，使其在某些领域中的应用受到一定限制。环境中VOCs通常与气态水分子(湿度)共存。研究发现，湿度会显著抑制MOFs对VOCs的吸附，其主要机理为气态水分子与VOCs分子间会产生竞争吸附。例如，研究发现当相对湿度从13％增加到34％，HKUST-1对苯的吸附去除率从94.7％下降至72.9％。

因此，除了具备高吸附容量的性质外，急需开发出一种具有湿度稳定性的由MOFs材料组成的VOCs吸附剂。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂，本发明提供的挥发性有机废气吸附剂采用MOFs/CNTs复合材料，具有VOCs吸附容量大、湿度稳定性高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种由MOFs/CNTs复合材料组成的具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂，所述MOFs/CNTs复合材料中CNTs的质量分数为0.5％～10％。

发明人偶然发现，将MOFs和CNTs制备成MOFs/CNTs复合材料，并控制CNTs的质量分数为0.5％～10％时，MOFs/CNTs复合材料用于吸附挥发性有机废气时，受湿度影响很小，具有的湿度稳定性高的优点，因此本发明的MOFs/CNTs复合材料能够用作具有湿度稳定性的挥发性有机废气吸附剂。