挥发性有机气体（VOCs）的排放导致严重的大气污染，同时会危害人类健康。VOCs因排放源的不同，浓度、风量和气体组成存在较大差异。无组织排放的VOCs废气风量大、浓度低（100~2000mg/m3），吸附浓缩-催化燃烧组合是最经济合理的处理技术。该技术通过吸附富集，有效降低后续操作负荷，而该技术高效吸附剂的开发是关键。活性炭是工业领域运用最为广泛的吸附剂，但其在富氧气氛下易燃、循环再生性能差等缺点，导致大量危废的产生，限制了它的发展，正逐步被热稳定性好、吸附性能优良、可循环性能好的分子筛所替代。分子筛与活性炭最大的不同就是对VOCs的吸附有较强的选择性，而且单位体积吸附容量大，但是不同种类VOCs与其在吸附剂上吸附性能的构效关系不明确，需要开展系统的研究，构建VOCs分子性质与吸附剂理化性能间的构效，为高效吸附剂的开发和性能优化提供理论依据。本文搭建了快速测量吸附剂性能装置，考察了常用吸附剂的动态吸/脱附性能，并通过热力学参数的测量和计算，进一步探究吸附剂和吸附质间的作用机制。经过筛选，选择对BTEX吸附性能良好的分子筛进行初步改性，探讨金属组分对吸附性能的影响。实验得到主要结论如下：
　　（1）常规吸附剂都具有丰富的孔道结构，其中微孔（<2nm）在VOCs吸附过程中起主导作用。一定范围内，增加体积空速、VOCs浓度及降低吸附床层温度都可以提高VOCs的吸附容量。活性炭对正己烷、甲苯、乙酸乙酯等具有更高的单位质量吸附量，分子筛则有更高的单位体积吸附量。
　　（2）活性炭的吸附性能主要取决于吸附质的相对分子质量、动力学直径、极化率等物理性质，而分子筛更依赖于动力学直径、偶极矩。分子筛骨架中的配位阳离子、硅铝比、孔道结构都会影响其吸附性能，当分子极性大时，这种影响更为显著。
　　（3）活性炭在120℃热空气气氛下对VOCs分子的脱附性能普遍较差，脱附率仅75%左右，造成循环吸附性能较差。分子筛对特定吸附质脱附率可达90%以上，但是脱附需更高的温度。分子筛脱附温度会因吸附质的不同，吸附作用力强弱而改变，强吸附过程的脱附温度超过300℃，脱附率仍低于60%；而对于弱吸附过程，在低于200℃脱附下即具有比活性炭更高的脱附率。
　　（4）通过吸脱附热力学参数的测定，定性定量说明了吸附是自发、放热、混乱度减小的过程，吸附以物理吸附为主，且存在更具选择性的化学吸附。通过吸附热的计算，定量比较了吸附质与吸附剂间相互作用的强弱，筛选出对BTEX具有较强吸附性能的13X、NaY分子筛。
　　（5）以甲苯为探针，考察了Cu2+和Ag+交换对NaY分子筛吸附性能的影响，发现Cu2+比Ag+对甲苯分子的吸附具有更大的促进作用，而且当Cu2+被还原成Cu+促进作用能够加强。