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气体污染是制约社会经济发展,危害人体健康及破坏大气环境的重要原因,得到了人们越来越多的关注。尤其是对工业排放有机气体污染物（VOCs）的排放限制及其二次污染物进行了严格的限制。目前,碳基吸附剂的吸附性能和循环再生性能是制约VOCs治理效果的重要因素。基于此,本文创新的采用溶胶凝胶法在多壁碳纳米管（MWCNTs）上负载二氧化硅（SiO2）,开发出一种新型碳硅基吸附剂（MWCNTs-SiO2）。采用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、全自动物理静态分析仪和傅里叶红外光谱对吸附剂进行表征,以了解其表面物理化学性质。通过自行创建的实验平台,得出MWCNTs-SiO2吸附剂中MWCNTs摩尔含量（38mol%、52 mol%和66 mol%）、吸附温度（30℃、40℃、50℃和60℃）、水蒸气（H2O）体积浓度（1%、3%和5%）和循环再生次数对甲苯（C7H8）吸附量和吸附效率的影响,并与活性炭（AC）对C7H8的吸附能力进行对比。完成了吸附动力学和热力学的模型分析。得出了如下的结论:（1）SiO2与MWCNTs通过范德华力包裹,样品的表面改性已经完成;MWCNTs-SiO2吸附剂的疏水性与OH峰强度成反比,与MWCNTs的摩尔含量成正比;MWCNTs-SiO2吸附剂主要存在微孔,随着MWCNTs摩尔含量的增多,MWCNTs-SiO2吸附剂的微孔率增大,而总孔体积减少;MWCNTs-SiO2吸附剂中存在高度无序的结构。（2）在实验条件下,MWCNTs-SiO2吸附剂与AC吸附C7H8时吸附量随着温度与水蒸气体积浓度的升高而降低,溶液萃取-热处理的方式可以有效的再生MWCNTs-SiO2吸附剂。一方面,在30℃～60℃内,MWCNTs-SiO2吸附剂与AC对C7H8吸附能力的大小为:AC7H8吸附量;在接近吸附饱和阶段,穿透速率降低;另一方面,当吸附温度分别为30℃、40℃和50℃时,穿透时间每增加10 min,CS2、CS4和CS6的吸附量分别增加8.08 mg/g、2.865 mg/g和2 mg/g;此外,温度每升高10℃,C7H8在MWCNTs-SiO2吸附剂中穿透时间降低10 min～20 min;水蒸气体积浓度每增加1%,MWCNTs-SiO2吸附剂吸附含量约下降3.5%;除此之外,MWCNTs-SiO2吸附剂经过7次溶液萃取-热处理后吸附量不低于原吸附量的73%,MWCNTs-SiO2吸附剂除了利用微孔吸附外还利用表面的O-Si-O和CH3官能团对C7H8进行吸附。（3）在MWCNTs-SiO2吸附剂对C7H8的吸附过程中,MWCNTs-SiO2吸附剂吸附C7H8速率并不是受外表层吸收反应完全控制,当C7H8扩散到MWCNTs-SiO2吸附剂内部时,粒内扩散起主要作用;C7H8在MWCNTs-SiO2吸附剂内传质速率最快的阶段可以用准二级吸附动力学模型准确的描述;MWCNTs摩尔百分比在38%～66%范围内,MWCNTs摩尔含量越多MWCNTs-SiO2吸附剂越易于吸附C7H8,均符合实验结论;扩散型吸附动力学模型对吸附过程预测能力较低,拟合结果偏离实验结果的原因是占据吸附位点的C7H8与后进入MWCNTs-SiO2吸附剂的C7H8存在竞争吸附的关系,被吸附的C7H8分子间存在斥力;热力学分析结果表明,C7H8在MWCNTs-SiO2吸附剂上的吸附过程中属于物理吸附,并且吸附过程会放出热量;温度在30℃～60℃时,温度每升高10℃,ΔG绝对值降低0.3 k J·mol-1～0.5 k J·mol-1,随着温度的增高,吸附过程的自发程度减弱;吸附熵变ΔS为负值,绝对值在0.04 J·mol-1·K～0.05 J·mol-1·K之间,MWCNTs-SiO2吸附剂对C7H8的吸附过程中被吸附的分子自由度减少。综上所述,MWCNTs-SiO2吸附剂对C7H8有优异的吸附性能和循环再生能力,其吸附量随温度和水蒸气体积浓度的升高而降低;模型拟合表明吸附过程中粒内扩散起主要作用整个过程为放热反应并且吸附的自发程度随温度的升高而降低。