[发明专利]一种用于吸附木材干燥过程所释放VOCs的Ce-MOFs材料及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于吸附木材干燥过程所释放VOCs的Ce‑MOFs材料及使用方法。采用甲基‑α‑D‑吡喃半乳糖苷和邻苯二甲酸酐为两种配体原料，在DIEA的催化作用下合成具有配位能力的锯齿状甲基‑α‑D‑吡喃半乳糖苷芳香酸酯(GBE)作为构筑MOFs吸附材料的有机配体，然后将GBE与稀土金属硝酸铈溶液进行自组装配位，合成Ce‑MOFs苯吸附材料。本发明提供的用于吸附木材干燥过程所释放VOCs的Ce‑MOFs材料吸附量大，吸附效果好，对木材高/常温干燥中释放的特定VOCs气体污染物之一苯有较强的吸附能力，且原材料来源广泛、无毒无害、回收成本低、可多次循环利用，具有操作简便，结构稳定、无二次环境污染等优点，在木材干燥工业过程中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，特别涉及一种用于吸附木材干燥过程所释放VOCs的Ce-MOFs材料及使用方法。

背景技术

挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)，是指在常温常压下沸点低于260℃、饱和蒸汽压大于133.322Pa的易挥发有机化合物。VOCs是具有强烈的挥发性、特殊刺激性、有毒有害的有机气态污染物，部分已被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等。VOCs对大气环境造成的危害主要是它促进了臭氧类光化学氧化剂的形成，对大气环境产生二次污染，当空气中的VOCs达到一定浓度后，可以使人感觉到头痛、呕吐等症状，并引发人体的呼吸障碍和呼吸系统疾病，严重时可能致人死亡。

木材干燥也会产生不同种类的有机挥发物VOCs，虽然此过程中产生的气体量不大，但随着人们环保意识的加强，VOCs对人类和环境的危害越来越受到重视，探索研究吸附技术应用于处理VOCs已成为当前环境污染治理的热点问题之一。从国内外木材干燥的研究中发现，木材干燥过程中产生的VOCs大致分为萜类化合物和非萜烯类挥发物两大类。其中的非萜烯类挥发物，多为醛类、苯、酸类等有害气体。其中有些成分是木材所固有的，也有些是通过一定的化学反应产生的。表1 是木材干燥工业中主要VOCs的释放量。如表1可知，木材高/常温干燥工业中释放特定的VOCs中，苯的含量最高(39.023mg/m³)，因此，需要寻求合适的方法对VOCs 中的苯进行净化处理。

表1木材干燥中部分VOCs的释放量

苯(C₆H₆)，正六边形结构，是组成结构最简单的芳香烃，常温常压下为无色、有甜味、油状的透明液体，其密度小于水，具有强烈的芳香气味，六元环中碳碳之间的化学键介于单键与双键之间，称大π键。苯可燃，有毒性，被列为IARC中的第一类致癌物。苯具有易挥发、易燃、蒸气易爆炸等特点。苯不溶于水，能与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳、二硫化碳、冰乙酸，其本身也可作为有机溶剂。苯的熔点为5.5℃，沸点为80.1℃，相对分子质量78.11g/mol，相对密度0.8786g/mL，蒸气密度2.77g/L。苯对人体的毒害性很大，具有典型的致癌致畸致突变性，可引起人与动物的遗传物质损伤。人在吸入高浓度的苯蒸气后，可出现中枢神经系统麻醉作用，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可引起再生障碍性贫血、白血病而导致死亡。