摘要炭吸附材料由于具有较大的比表面积，稳定的物理、化学性质，具有较强的吸附性能，已成为最具代表性的一类空气净化材料。
碳纳米管具有一些独特的性质，如特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等。
因此碳纳米管自出现以来即引起关注并广泛应用于诸多科学领域。
碳纳米管（CNTs）由于具有较大的比表面积，因此具有良好的吸附能力，现在已经被应用于储氢及吸附剂等领域。
本次研究主要是针对CNTs的吸附能力，通过KOH活化的方法进一步增大CNTs的比表面积，进行甲基橙吸附实验并探索活化需要的最佳碱炭比，之后通过改变其它因素如震荡时间及CNTs的用量进一步探究CNTs的吸附能力。
关键词：吸附材料；碳纳米管；活化；AbstractCarbon adsorption material has larger specific surface area, stable physical and chemical properties, with strong adsorption properties, has become a kind of the most representative materials of air purification. Carbon nanotubes have some unique properties, such as special conductive properties, mechanical properties and physical and chemical properties. Therefore carbon nanotubes since there has caused concern and that is widely used in many fields of science.As Carbon nanotubes (CNTs) has a larger surface area, it has a good adsorption capacity, has now been applied to the field of hydrogen storage and adsorbent.This study focuses on the adsorption capacity of CNTs. Using the KOH activation method increase the specific surface area of CNTs. For methyl orange adsorption experiments and explore the best alkali activated carbon ratio required. Then chang other factors such as the shock time and the amount of CNTs to further explore the adsorption capacity of CNTs.Keywords: Adsorption material; Carbon nanotubes; Activation;目录1绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2本文研究的内容和意义 (2)1.2.1实验研究的主要内容 (2)1.2 .2研究意义 (2)1.3碳纳米管的结构与特性 (2)1.3.1碳纳米管的结构 (2)1.3.2碳纳米管的吸附特性 (3)1.4碳纳米管的纯化 (4)1.5碳纳米管的活化 (5)2碳纳米管的KOH活化实验 (7)2.1活化实验方案设计 (7)2.2仪器与试剂 (7)2.3实验内容及过程 (7)2.4实验误差分析 (8)3碳纳米管吸附甲基橙实验 (10)3.1甲基橙吸附实验目的 (10)3.2仪器与试剂 (10)3.3实验内容及过程 (10)3.4数据分析及实验结论 (11)4其它因素对甲基橙吸附的影响 (15)4.1震荡时间对吸附效果的影响 (15)4.2碳纳米管用量对吸附效果的影响 (17)5结论 (19)致谢 (21)参考文献 (22)1绪论1.1课题研究背景随着室内装修的不断升温，各种建筑材料的广泛应用，由此引发的室内空气污染越来越受到人们的关注，其中主要的污染物为来源于油漆、胶合板、刨花板、内墙涂料、塑料贴面等材料中的甲醛、苯、VOC(Volatile Organic Compounds)等挥发性有机物。
关于VOC的排放以及控制措施探讨李守田发布时间：2021-06-17T13:45:03.713Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：李守田李杭宸李佳伦[导读] 摘要：我国最主要的环境问题为大气污染，其中VOC的污染尤为突出。
抚顺石化公司洗涤剂化工厂辽宁抚顺 113001摘要：我国最主要的环境问题为大气污染，其中VOC的污染尤为突出。
VOC（volatile organic compounds）是挥发性有机化合物的简称，为普通定义；从环保角度定义，参与大气光化学反应的有机化合物或者根据有关规定确定的化合物[1]称为VOC，是形成O3 和PM2.5 的重要前体物质。
VOC 与空气中的NOx 反应产生二次污染物O3，造成光化学污染。
因此，要改善我国大气环境污染问题，控制VOC 的排放是现阶段大气环境治理工作的重中之重。
关键词：VOC；排放；控制引言随着我国经济的不断发展，各类工业污染排放物日益增加，雾霾已经成为比较常见的现象。
VOC 废气是一种有机化合物，有极强的挥发性，汽车尾气、重金属冶炼、车身涂装、各类房屋涂装等，都是VOC 产生的源头，其污染物对环境带来的影响巨大，由于我国一度不重视VOC 的治理，导致现有的治理水平比较落后。
因此，要充分了解VOC 产生的原因，采取有效的治理措施。
1VOC 的来源及危害1.1来源VOC 的来源分为自然源和人为源，其中人为源为排放VOC 的主要来源，其中自然源主要为森林、土壤微生物、农作物和其他植被挥发和产生的VOC；人为源主要为石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷、机动车、涂料生产、制药、油品销售、溶剂使用、“三废”处理、生物燃烧和煤炭燃烧等人为污染源排放的VOC。
1.2危害VOC 的过度排放不仅对环境造成严重的破坏，而且对人类的健康产生危害，亦会造成光化学污染。
VOC 对人类的影响表现在毒性和致癌性两方面，毒性表现为恶心、头痛、呕吐、昏迷或者记忆力衰退，严重的可危及人体内脏和神经系统；致癌性表现为损害中枢神经系统、危及血液和造血器官等。
环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法1. 适用范围本方法规定了测定环境空气中挥发性有机物（VOCs）的吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法。
本方法适用于环境空气中35种挥发性有机物的测定。
若通过验证本标准也可适用于其他非极性或弱极性挥发性有机物的测定。
当采样体积为2L时，本标准的方法检出限为0.3～1.0 μg/m3，测定下限为1.2～4.0μg/m3，详见附录A。
2. 规范性引用文件本方法内容引用了下列文件或其中的条款。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本方法。
3. 方法原理采用固体吸附剂富集环境空气中挥发性有机物，将吸附于热脱附仪中，经气相色谱分离后，用质谱进行检测。
通过与待测目标物标准质谱图相比较和保留时间进行定性，外标法或内标法定量。
4. 试剂和材料4.1甲醇（CH3OH）：农药残留分析纯级。
4.2标准贮备溶液：ρ =2000mg/L，市售有证标准溶液。
4.3 4-溴氟苯（BFB）溶液：ρ =25mg/L ，市售有证标准溶液，或用于高浓度标准溶液配制。
4.4吸附剂：Carbopack C（比表面积10 m2/g），40/60 目；CarbopackB（比表面积100 m2/g）， Carboxen 1000（比表面积800 m2/g），45/60 目或其他等效吸附剂。
4.5 吸附管：不锈钢或玻璃材质，内径6mm，内填装Carbopack C、CarbopackB、Carboxen 1000，长度分别为13、25、13mm。
或使用其他具有相同功能的产品。
4.6 聚焦管：不锈钢或玻璃材质，内径不大于0.9mm，内填装吸附剂种类及长度与吸附管相同。
或使用其他具有相同功能的产品4.7 吸附老化和保存：新购的吸附管或采集高浓度样品后的吸附管需进行老化老化温度350℃，老化流量40ml/min，老化时间10～15min。
吸附管老化后，立即密封两端或放入专用的套管内，外面包层铝箔纸。
挥发性有机物采样方法的综合评价展先辉;仝东超;邵艳珊;马欣;廉景燕【摘要】采用吸附管采样法、气袋采样法及苏玛罐采样法,对挥发性有机物(VOCs)排放企业的固定排放源和环境进行平行采样.通过比较三种采样方法的VOCs检测结果及结果的相对标准差,得出三种方法的适用范围和方法精密度,并结合方法操作的采样准备、储运条件、分析周期、分析次数、易操作性、便携性及经济性对三种采样方法进行综合评价.得出,苏玛罐采样法具有操作简便、储运方便、精密度高的特点,但其对高浓度VOCs气体存在吸附作用,故推荐用于环境采样.气袋采样法和吸附管采样法具有适用范围广、携带方便、经济性好的特点,并有较高的精密度,在固定源采样中可取得较好的效果.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2015(031)004【总页数】4页(P61-64)【关键词】挥发性有机物;采样方法;适用范围;综合评价【作者】展先辉;仝东超;邵艳珊;马欣;廉景燕【作者单位】天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384【正文语种】中文【中图分类】X831挥发性有机物（Volatileorganiccompounds，VOCs）是熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称.VOCs化合物多数具有大气化学反应活性，是光化学烟雾的重要前体物[1]；同时可以通过气相物理化学过程形成二次有机气溶胶（SOA），与大气细粒子污染有密切的关系[2-3].另外，VOCs还被证明与人体的皮肤、血液、呼吸器官及神经系统疾病有关[4-6]，因而受到大众的广泛关注.常见的挥发性有机物采样方法有吸附介质采样法和容器采样法，吸附介质采样法通过固体吸附剂的吸附作用完成采样.常见的吸附剂包括：吸附树脂、活性碳、石墨化炭黑和碳分子筛等，因单一吸附剂对挥发性有机物具有选择性[7]，故在研究组分未知的物质时，通常采用多种吸附剂混合的吸附管[8].常用的容器采样法包括：气袋采样法和苏玛罐采样法，气袋普遍使用聚氟乙烯（PVF）材质，这种材质的表面光滑不易吸附，且化学惰性好，适合挥发性有机物气体样品的存储；苏玛罐为内壁经惰性化处理的不锈钢罐，具有样品保存稳定和操作简便的特点.国内相关研究大多采用实验室模拟采样的方法，应用VOCs标准样品对方法进行评价比较[9-12]，取得了一定的研究成果.由于在现场采样特别是固定源采样中，多涉及高温、高湿度及烟道负压的影响，在实验室环境下无法还原.为获取现场采样条件下的真实情况，本研究采用上述三种方法对固定源和环境空气进行现场平行样品采集，并对样品进行检测分析.比较三种采样方法的VOCs检测结果及结果的相对标准差，得出三种方法的适用范围和方法精密度，并结合方法操作的采样准备、储运条件、分析周期、分析次数、易操作性、便携性及经济性对三种采样方法进行综合评价.1.1 样品采集方法采样管采样：提前老化的EPA TO-17组合3吸附管：13 mm CarbopackTMC60/80、25 mm CarbopackTMB 60/80、13 mm CarbosieveTMSⅢ60/80，通过无油采样泵采集样品，固定源采样中由于湿度大需在吸附管前加水分收集装置[13].样品贮存，4℃避光保存，7日内分析.样品通过热脱附装置前处理进入分析单元.气袋采样：采样容积为2 L的聚氟乙烯（PVF）材质的薄膜气袋，配有聚四氟乙烯（PTFE）材质的可开启和关闭接头.通过无油采样泵采集样品，样品贮存于避光保温的容器内，样品前处理通过三级冷阱气体预冷浓缩装置进入分析单元[14].苏玛罐采样：使用罐清洗装置提前清洗并抽真空的采样容积为3.2 L，内壁硅烷化处理的不锈钢罐.限流阀控制等速采样，样品通过三级冷阱气体预冷浓缩装置进入分析单元.其中固定源采样样参照HJ/T 397-2007《固定源废气监测技术规范》[15]及DB12/524-2014《工业企业挥发性有机物排放控制标准》[16]进行点位选择及采样操作.1.2 样品分析方法GC/MS工作条件：VOCs的定量分析参照US EPA TO-15方法，美国HpGC5890Ⅱ/MS 5972A型气质联用仪，色谱柱HP-VOC（60m×0.2mm×1.12μm），柱温：45℃保持2 min，以4℃/min升至120℃，接着以8℃/min升至210℃并保持5 min，载气1.0 mL/ min.传输线温度：250℃，全扫描模式：33～300 amu；离子源：电子能量为70 eV，温度：230℃，四极杆温度：150℃.样品定性通过VOCs混合物标准（所用混合物标准为：TO-14A Calibration Mix）中各有机物的保留时间和谱库中标准质谱图检索来完成；定量则通过峰高校正曲线完成.2.1 厂区环境采样试验采用以上三种采样方法对该VOCs厂区环境空气采样点位进行平行采样，采样频次为三次.结果取3次检测结果的平均值，结果见表1.三种采样方法检出物质数量均为14种，VOCs总浓度分别为：吸附管1.733 mg/m3，气袋1.677 mg/m3，苏玛罐1.456 mg/m3.三种方法检测结果的总浓度相差并不大.且从单个物质的分析结果来看，三种方法的分析结果也表现出一定的相似性.可见，三种方法均适用于厂区环境空气中VOCs物质的样品采集.2.2 固定源采样试验同样采用三种采样方法对VOCs固定排放源采样点位进行平行采样，试验结果取三次检测平均值，实验结果见表2.三种方法均检出15种VOCs物质，VOCs物质总浓度分别为：吸附管36.368 mg/m3，气袋34.167 mg/m3，苏玛罐15.191 mg/m3.可见，从总VOCs浓度来看，吸附管采样法与气袋采样法结果相差不大，而苏玛罐法检测总浓度则明显低于其他两种方法.尤其是从样品中浓度较高的二氯甲烷、苯、甲苯来看，相差更为明显，推断苏玛罐对高浓度的VOCs物质产生了吸附，造成苏玛罐采样法检测结果偏低.2.3 采样方法精确度分别比较在固定源采样点和环境采样点位中三种方法各自的相对标准差，结果见图1.由图1可得，三种方法在环境采样中的标准偏差值高于固定源采样，其中在固定排放源采样中，三种方法均具有较好的精密度，相对标准差均低于3.0%.在环境采样中吸附管和气袋采样法的精密度相当，苏玛罐三次采样检测结果的相对标准差值最小，为7.3%.由此可得，在固定源采样中苏玛罐检测结果偏低，并非受单个样品误差影响.而在环境采样中，苏玛罐采样法的精密度最高.分析其原因，主要为苏玛罐采样操作简单，不需提供外部动力，且气密性及样品储存稳定性好，因此避免了采样泵波动、渗透及样品分解等因素对其结果造成的影响.综合试验结果和现场采样操作，对三种采样方法作进行综合比较，见表3.吸附剂采样技术的优点在于，其适用浓度范围广，不仅适用于长期采样以确定VOCs的平均浓度，且适用于短期采样来确定VOCs的峰值浓度[17].但同时，吸附管采样法由于老化和热脱附耗时，延长了监测周期.现场操作中由于吸附管易发生穿透和吸附效率受湿度影响较大，增加了采样操作的难度.气袋采样由于内壁材质对VOCs物质吸附性弱，采样体积不受VCOs浓度限值.气袋的一次性使用，避免了反复使用而产生的污染，且采集样品可用于多次分析，保证了检测结果的准确性和精确性.气袋法在采样操作中具有气密性好，易携带、易操作、分析周期短的优点，使其适用于大规模的采样.但应注意样品采集完成后，特别是烟气温度高于环境温度时[12]，气袋需迅速放入保温避光容器中储存，直至实验室分析前取出.苏玛罐采样具有操作简单、样品贮存方便、保存时间长、样品可多次分析等优点.但苏玛罐在采集高浓度VOCs气体中存在的吸附影响以及不易清洗，限值了其使用范围.尽管可以通过泵加压技术增大采样体积和用于分析的样品量增加，从而减少污染和吸附损失造成的影响，但同时会增加现场操作的难度.综上所述，在环境低浓度VOCs样品采集中，三种方法均可采用，考虑到现场操作简洁性、易携性、储运方便及较高的精密度，推荐使用苏玛罐采样.由于苏玛罐对高浓度VOCs存在吸附作用，故不适用于固定源VOCs的采样.可根据采样条件，选择使用气袋或吸附管采样法进行样品采集.【相关文献】［1］解鑫，邵敏，刘莹，等.大气挥发性有机物的日变化特征及在臭氧生成中的作用——以广州夏季为例［J］.环境科学学报，2009（1）：54-62.［2］王倩，陈长虹，王红丽，等.上海市秋季大气VOCs对二次有机气溶胶的生成贡献及来源研究［J］.环境科学，2013，34（2）：424-433.［3］谢绍东，田晓雪.挥发性和半挥发性有机物向二次有机气溶胶转化的机制［J］.化学进展，2010，22（4）：727-733.［4］Kimata 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