Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.05.008

辽宁石油化工大学学报 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (5): 44-49.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2021.05.008

Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附

王雪¹(), 建伟伟¹(), 陆毅², 张绍鹏¹, 周小盟¹, 韩赛钊¹

^1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺 113001
^2.东北大学冶金学院，辽宁沈阳 110819

收稿日期:2020-04-13 修回日期:2020-04-21 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-11-09
通讯作者: 建伟伟
作者简介:王雪（1994⁃），女，硕士研究生，从事碳基吸附剂综合开发利用研究；E⁃mail：tlwx1994@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51706091);辽宁省教育厅项目(L2019047);辽宁省“兴辽英才”项目(XLYC2007143);辽宁省自然科学基金指导计划项目(2019?ZD?0065)

Adsorption of VOCs Using MWCNTs Modified with Cu and Sn

Xue Wang¹(), Weiwei Jian¹(), Yi Lu², Shaopeng Zhang¹, Xiaomeng Zhou¹, Saizhao Han¹

^1.College of Petroleum Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.School of Metallurgy，Northeastern University，Shenyang Liaoning 110819，China

Received:2020-04-13 Revised:2020-04-21 Published:2021-10-25 Online:2021-11-09
Contact: Weiwei Jian

摘要/Abstract

摘要：

采用溶胶?凝胶法对多壁碳纳米管进行改性，使SnO₂与MWCNTs复合并掺杂Cu离子。通过SEM、XRD、FTIR对样品M、M+Cu、M+Sn和M+Sn+Cu进行表征，分析其表面微观结构，用静态吸附法测量了不同样品对VOCs的饱和吸附量，并分别从VOCs质量浓度、温度影响等方面进行了分析。结果表明，4种吸附剂样品的饱和吸附量与VOCs质量浓度和温度呈线性相关，且二者数值越大，饱和吸附量越小；在常温（25 ℃）常压下，MWCNTs对VOCs气体的吸附量几乎为0，样品M+Cu的饱和吸附量略小于样品M+Sn，样品M+Sn+Cu的吸附效果最佳，约为M+Sn的2倍，可达37.4 mg/g。

关键词: 多壁碳纳米管, 改性, 静态吸附, VOCs

Abstract:

The sol?gel method was used to modify the multi?walled carbon nanotubes, so that SnO₂ was combined with MWCNTs and doped with Cu ions. The samples M, M+Cu, M+Sn, and M+Sn+Cu were characterized by SEM, XRD, and FTIR. The surface microstructure was analyzed. The static adsorption method was used to measure the saturated adsorption capacity of different samples to VOCs. The VOCs gas volume concentration, temperature, and effects of metal doping were analyzed respectively. The results show that the saturation adsorption capacity of the four adsorbent samples is linearly related to the volume concentration and temperature of VOCs, and the larger the value of the two samples, the smaller the saturation adsorption capacity; at normal temperature (25 ℃) and normal pressure, MWCNTs adsorption capacity is almost 0, the saturation adsorption capacity of M+Cu is slightly smaller than M+Sn, and the adsorption capacity of M+Sn+Cu is about twice of M+Sn, up to 37.4 mg/g.

Key words: Multi?walled carbon nanotubes, Modify, Static adsorption, VOCs

中图分类号:

TE992

王雪, 建伟伟, 陆毅, 张绍鹏, 周小盟, 韩赛钊. Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(5): 44-49.

Xue Wang, Weiwei Jian, Yi Lu, Shaopeng Zhang, Xiaomeng Zhou, Saizhao Han. Adsorption of VOCs Using MWCNTs Modified with Cu and Sn[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2021, 41(5): 44-49.

图/表 7

图1 四种样品的XRD图谱

图2 四种样品的SEM图

图3 四种样品的FTIR图谱

图4 VOCs质量浓度对吸附过程的影响

图5 VOCs质量浓度对饱和吸附量的影响

图6 温度对VOCs吸附过程的影响

图7 温度对饱和吸附量的影响

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