目前,我国环保现状不容松懈,污染攻坚战正在全国范围内开展。企业生产排放的挥发性污染物(VOCs)直接影响了环境空气质量,VOCs治理工程在该环节中不可避免。吸附技术因自身具有处理效率高、操作便捷以及经济效益好等诸多优点,在VOCs治理中被广泛地使用。研究表明,VOCs吸附过程中的核心问题是寻找合适且有效的吸附剂,碳材料由于其比表面高、孔径易于调节,制取过程简单等优势,在环境污染物处理方面显示出巨大的潜力。近年来,通过物理和化学手段将高含碳的生物质材料制备成生物质碳,在大气污染治理领域的应用越来越多。本文利用竹材作为生物质碳源,通过碳化和活化过程制备竹基活性炭,并采用多种分析手段对其进行表征测试。选取甲苯为目标污染物,研究其在该竹基活性炭上的动态吸附特性。结论如下:(1)碳材料活化过程中,竹基生物质活性炭主要受到活化剂种类、活化温度以及碱碳比的影响。研究发现,KOH作为最佳活化剂,活化得到的竹基活性炭具有最大的比表面积和孔体积;活化温度对竹基活性炭的比表面积和孔径均有直接影响,活化温度持续升高,石墨化结构遭到破坏,获得更多的无定形结构的碳,同时钾单质(蒸汽原子)在碳材料内部的无规律碰撞加剧材料的体积膨胀,使得比表面积和孔体积增加;碱碳比直接影响KOH与碳的反应速率,当碱碳比合适时,KOH在高温下形成的活性点多,反应速率变快,生成的微孔更加丰富,比表面积最大。最佳制备条件下,KBC-2-800的比表面积和微孔体积分别高达1847.92 m~2/g和1.07 ml/g。(2)初始浓度和进气速率较大程度影响甲苯的动态吸附容量。初始浓度高,吸附质分子获得的能量越大,便于扩散到吸附剂表面和内部,提高吸附速率,但也使吸附饱和的时间缩短;合适的进气流速,能够提高甲苯污染物气体分子的运动能量,使分子可以运动到材料孔道内部,并通过范德华力和内扩散效应牢牢地吸附在材料孔道的内壁上,平衡时吸附容量增加。研究表明,在初始浓度2 mg/L,总流速50 mL/min,温度40℃,吸附剂质量0.1 g时,甲苯的动态吸附容量最高达到了295.68 mg/g。(3)Langmuir等温方程能够更好的拟合甲苯吸附数据,拟合相关性系数可以达到0.9992,表明甲苯在活性炭上的吸附过程属于单分子层吸附;Yoon-Nelson能够较好地拟合不同初始浓度和进气流速下的甲苯吸附穿透曲线,根据模型计算得到的理论半穿透时间理与实验值能够保持较高吻合度。表明数据可靠性较高,能够预测甲苯的吸附行为。(4)水蒸气热解吸法能较好地再生竹基活性炭。再生后的竹基活性炭多孔结构和表面化学性质得到了很好的保持,传质速率没有明显变化。吸附容量随着再生次数略有下降,但是保持规律性递减,5次甲苯动态吸附循环中的饱和吸附容量都超过200 mg/g。