理想的大气环境是维持生命生存、人类社会发展不可或缺的因素之一。随着全球经济的迅速发展和社会生产力的提高,大气污染也日益严重,对生命健康和环境造成严重威胁,寻找经济高效、环境友好型的技术和材料成为现阶段的热点。吸附技术具有高效率、低成本、绿色无污染等优点,是处理VOCs最具潜力的方法之一,而且吸附材料的丰富多样性和吸附产物的稳定性使得该技术具有实际应用性和可操作性。目前,广泛使用的活性炭、硅胶等固体吸附剂只在低温下具有物理吸附作用,利用化学吸附法处理VOCs的研究较少。因此,本论文在对VOCs的污染现状和净化技术简要分析的基础上,主要研究化学吸附方法去除VOCs的可行性,通过动态吸附实验考察吸附剂结构特性和负载状态对吸附能力的影响,揭示相关吸附机理,为研发VOCs有效净化技术和材料提供理论与实验依据。主要研究内容如下:1.介孔二氧化硅负载硫酸对邻二甲苯的去除作用以三种二氧化硅材料（层析硅胶SG和分子筛SBA-15、MCM-41）为载体制备负载型硫酸（SSAs）,邻二甲苯（o-xylene）为模型污染物,通过动态吸附实验系统考察载体性质、硫酸负载状态、吸附反应温度、吸附床高度、载气流速和入口浓度对合成材料去除性能的影响,并通过热重-差示扫描量热（TG-DSC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、冷场发射扫描电子显微镜及能谱（SEM-EDS）、X光电子能谱（XPS）、低温氮气吸附（N2-BET）、核磁共振氢谱（1H NMR）、核磁共振碳谱(13C NMR)等方式对材料和吸附产物进行表征。结果表明:硫酸成功负载在三种二氧化硅表面上,并以两种方式存在:一种是物理吸附态（P态）硫酸,一种是化学键合态（C态）硫酸,且C态硫酸含量顺序为:SSA/MCM-41>SSA/SBA-15>SSA/SG。SSAs在反应区对邻二甲苯气体的去除率超过95%,主要归因于SSAs与邻二甲苯之间发生化学反应（磺化反应）吸附。Yoon-Nelson模型拟合曲线能很好地与实验数据点重合,且模型预测值与实验值吻合较好。制备的三种吸附剂中,SSA/MCM-41表现出最高的穿透吸附容量(QB,th,526.71 mg/g)。通过增加床层高度,降低流速和入口浓度可延长穿透时间（tB）和提高穿透吸附量（QB）。产物的官能团和物质结构分析结果证明了吸附产物为3,4-二甲基苯磺酸,确立了邻二甲苯与SSAs之间的磺化反应吸附机制,证明了吸附产物可有效回收、载体可重复使用。最后,验证了该方法对去除其它苯系物气体的有效性。2.制备方法对硅胶负载硫酸去除邻二甲苯性能的影响以SG为载体,分别采用硫酸浸渍法和氯磺酸直接磺化法合成负载硫酸吸附剂（SSAⅠ,SSAⅡ）,用于吸附去除邻二甲苯,以比较制备方法对SSAs反应吸附性能的影响。研究中也采用如前所述的方法对吸附材料和产物进行了表征。结果表明:SSAⅡ具有更高的C态硫酸含量;FTIR分析证明SSAⅡ和SSAⅠ在保留SG原有特征峰的基础上出现P态硫酸和C态硫酸特征峰。表面形貌分析表明SSAⅠ和SSAⅡ表面形态粗糙,有被刻蚀的痕迹,吸附后表面有产物晶体存在;表面元素分析显示SSAⅡ比SSAⅠ具有更高的硫含量。BET结果表明SSAⅠ和SSAⅡ均为低孔隙率的介孔材料,在低温下几乎没有吸附能力。吸附性能分析表明,随着负载量增加,SSAⅠ和SSAⅡ的反应区增大,t B,th和QB,th也逐渐增加;大多数实验结果显示,SSAⅡ比SSAⅠ具有更高的穿透时间和穿透吸附量。表面吸附产物分析证明SSAⅡ与SSAⅠ吸附产物（3,4-二甲基苯磺酸）和机理相同;吸附后SG可再生并重复使用。3.活性炭负载硫酸对邻二甲苯的去除作用以两种活性炭（氯化锌法活性炭,ZnCl2-AC和磷酸法活性炭,H3PO4-AC）为载体,采用湿浸渍法制备活性炭负载硫酸吸附剂（CSA/ZnCl2,CSA/H3PO4）,结合TG-DSC、FTIR、SEM-EDS、XPS、N2-BET等方式对吸附剂进行表征,考察CSAs对o-xylene的吸附性能。系列表征分析表明:C态磺酸（C-SO3H）含量为:CSA/H3PO4>CSA/ZnCl2;负载硫酸后样品表面变得凹凸不平,边界比较模糊,有沉积物;CSA/ZnCl2和CSA/H3PO4的比表面积分别降低为原来的1.7‰和1.9‰,孔径分别变为原来的14倍和7倍。吸附实验结果表明:相同负载量的CSA/ZnCl2和CSA/H3PO4的tB,th分别为38.56 min和45.51min,QB,th分别为265.64 mg/g和313.84 mg/g。增加吸附床高度可以增加o-xylene的吸附量,两者的吸附效果为CSA/H3PO4>CSA/ZnCl2。增加载气流速和邻二甲苯的入口浓度使得穿透时间变短,更有助于吸附反应达到平衡。