CN104710719A - 热敏性复合材及其用途与使用该热敏性复合材的制冷装置 - Google Patents
热敏性复合材及其用途与使用该热敏性复合材的制冷装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104710719A CN104710719A CN201310706372.1A CN201310706372A CN104710719A CN 104710719 A CN104710719 A CN 104710719A CN 201310706372 A CN201310706372 A CN 201310706372A CN 104710719 A CN104710719 A CN 104710719A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermo
- composite wood
- sensitivity composite
- refrigerant
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 54
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 43
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 35
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 33
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 29
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003213 poly(N-isopropyl acrylamide) Polymers 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 5
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N AIBN Substances N#CC(C)(C)\N=N\C(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- DUDCYUDPBRJVLG-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane methyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOCC.COC(=O)C(C)=C DUDCYUDPBRJVLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-propan-2-yloxycarbonyliminocarbamate Chemical compound CC(C)OC(=O)N=NC(=O)OC(C)C VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供一种热敏性复合材，包括中孔洞粒子；以及填充于该中孔洞粒子中的热敏性聚合物，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性。本发明还提供该热敏性复合材的用途及使用该热敏性复合材的制冷装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种热敏性复合材，更具体而言，本发明是关于该热敏性复合材的用途及使用该热敏性复合材的制冷装置。
背景技术
利用太阳热能或工业余热、废热回收来驱动制冷空调系统，提供工业冷却与空调需求，将有助于提高整体能源使用效率，更是发展再生能源空调系统最重要的技术项目之一，同时政策配合民间推动冷热电三生系统应用，提高整体能源使用效率，对国家整体的节能减碳将有极大的效益。
然而，传统上常用的再生能源驱动的吸收式制冷装置，由于使用化学液体反应使得管路容易结晶与腐蚀，造成机台寿命短暂且需要经常检查维护因而人力成本提升等问题，以及需要高温做为再生热能，对于发展节能减碳的效益已明显降低。
所以，发展低温再生能源驱动吸附式空调系统，降低再升温度及再生能耗为急迫需要解决的问题，现今所能使用的吸附材料，通常高水气吸附量皆为亲水性吸附材，然而，因为表面为亲水性，所以水汽脱附需要更高温度或能量。因此，高吸附量与低脱附再升温度，通常难以兼顾。
因此，亟需开发智能温敏性吸附材料，利用改质吸附剂孔洞内部，于低温吸附水分子后，当温度高于温敏材料分子结构转变温度时，该涂层将由亲水性转为疏水性，水分子与吸附剂吸附键结能量变弱，可降低再生温度，增加脱附效率，以符合产业的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热敏性复合材，其可用于吸附式制冷装置，以符合产业利用的需求。
本发明提供的热敏性复合材包括中孔洞粒子，具有多个中孔洞；以及热敏性聚合物，填充于该中孔洞粒子的中孔洞，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性。
本发明的一具体实施例中，进一步提供热敏性复合材于吸附式制冷剂的用途。
本发明还提供一种吸附式制冷装置，其使用热敏性复合材。
一具体实施例中，该吸附式制冷装置，包括：真空腔体，用以填充冷媒；吸附床，设于该真空腔体中，且该吸附床内填充有上述的热敏性复合材，以吸收或脱附该冷媒；冷凝器，设于该真空腔体中，用以凝结来自该热敏性复合材脱附的冷媒；以及蒸发器，设于该真空腔体中且该蒸发器具有该冷媒，用以蒸发该冷媒。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1显示吸附式制冷装置的示意图；
图2显示硅胶(5mm)披覆不同重量高分子比例(PNIPAAm)的结果照片；
图3显示未改质硅胶的热重损失分析曲线；
图4显示不同PNIPAAm覆载比例下硅胶吸附剂于不同温度(40、100及160℃)下的水气脱附行为；(a)未改质；(b)硅胶/PNIPAAm覆载比例(1∶0.2)；(c)硅胶/PNIPAAm覆载比例(1∶0.5)；(d)硅胶/PNIPAAm覆载比例(1∶1)；
图5显示硅胶在不同覆载比例下各温度下水气脱附比例；以及
图6显示不同覆载比例硅胶吸附剂于40℃、100℃与160℃下实际脱附水气率。
其中，附图标记
10 真空腔体
101 第一腔室
101a 第一吸附床
102 第二腔室
102a 第二吸附床
103 切换器
104 冷凝器
105 蒸发器
106 第一管路
107 第二管路
108 冷/热水器
20 热敏性复合材
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明提供一种中孔洞粒子，具有多个中孔洞，其中，该中孔洞粒子的孔径介于2nm至50nm，以及该中孔洞粒子的比表面积介于521m3/g至553m2/g。
一具体实施例中，该中孔洞粒子，并无特别限制。中孔洞粒子的实例包括，但不限于：硅胶、活性氧化铝、硅分子筛、沸石所组成群组的至少一种。
本发明还提供一种热敏性聚合物，填充于该中孔洞粒子的中孔洞，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性，其中，该热敏性聚合物的结构如式(I)，且并无特别限制。如式(I)：
其中，n为50至70的整数，重量平均分子量范围为5650至7900。
一具体实施例中，该热敏性聚合物还包括PMEO2MA-b-PMEO3MA及PEG-b-PADMO的任选一者。
另一具体实例中，本发明提供一种热敏性复合材，包括中孔洞粒子，具有多个中孔洞；以及热敏性聚合物，填充于该中孔洞粒子的中孔洞，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性。
该热敏性复合材的一具体实施例中，该中孔洞粒子的孔径介于2nm至50nm，以及该中孔洞粒子的比表面积介于521m3/g至553m3/g。
一具体实施例中，该中孔洞粒子，并无特别限制。中孔洞粒子的实例包括，但不限于：硅胶、活性氧化铝、硅分子筛、沸石所组成群组的至少一种。
另一具体实施例中，该热敏性聚合物，填充于该中孔洞粒子的中孔洞，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性，其中，该热敏性聚合物，并无特别限制。
一具体实施例中，该热敏性聚合物具有式(I)：
其中，n为50至70的整数，重量平均分子量范围为5650至7900。
一具体实施例中，该热敏性聚合物还包括PMEO2MA-b-PMEO3MA及PEG-b-PADMO的任选一种。
一具体实施例中，该中孔洞粒子与该热敏性聚合物的重量比为1∶0.1至1∶1。
根据上述热敏性复合材，本发明提供该热敏性复合材于吸附式制冷剂的用途。
本发明还提供一种吸附式制冷装置，其使用热敏性复合材。于一具体实施例中，该吸附式制冷装置包括：真空腔体，用以填充冷媒；吸附床，设于该真空腔体中，且该吸附床内填充有上述的热敏性复合材，以吸收或脱附该冷媒；冷凝器，设于该真空腔体中，用以凝结来自该热敏性复合材脱附的冷媒；以及蒸发器，设于该真空腔体中且该蒸发器具有该冷媒，用以蒸发该冷媒。
又，如图1所示，该吸附式制冷装置的真空腔体10具有第一腔室101及第二腔室102，且该真空腔体10内填充有冷媒。
于具体实施例中，第一吸附床101a设于该第一腔室101中，且该第一吸附床101a内填充所述的热敏性复合材20，以吸收或脱附该冷媒；第二吸附床102a设于该第二腔室102中，且该第二吸附床102a内填充有所述的热敏性复合材20，以吸附或脱附该冷媒。
此外，该真空腔体10还包括：切换器103，以使该冷媒馈入该第一腔室101及该第二腔室102的一个，其中，未馈入有该冷媒的腔室中的吸附床脱附该冷媒；冷凝器104，设于该真空腔体10中，且与该第一腔室101及该第二腔室102连通，以凝结来自该热敏性复合材20脱附的冷媒；以及蒸发器105，设于该真空腔体10中，与该第一腔室101及该第二腔室102连通，且该蒸发器105具有该冷媒，用以蒸发该冷媒。
于一具体实施例中，该第一腔室101连接有第一管路106，且该第二腔室102连接有第二管路107。
根据本发明一具体实施例，将欲冷却水经由该蒸发器105内的冷媒吸收热能予以制冷，而该冷媒吸收热能后蒸发，通过切换器103控制该冷媒蒸气通至该第一腔室101及该第二腔室102的一者，以使该第一吸附床101a及该第二吸附床102a的一个上的该热敏性复合材20吸附该冷媒蒸气，而未馈入有该冷媒的腔室中的吸附床则通过冷/热水器108排出热水，经由第一管路106及第二管路107的一个流至未馈入有该冷媒的腔室予以脱附该冷媒，使该冷媒通至该冷凝器104凝结成液体，该冷媒可再循环使用。
实施例
实施例1 热敏性复合材的制备
首先，选定5mm颗粒大小硅胶(silica gel)做为合成改质吸附剂材料，取0.15克(g)的硅胶吸附剂，并以真空系统下，120℃活化6小时，以确保硅胶材料具有高活性与孔隙干燥，利用热敏性单体、交联剂及起始剂以1∶0.016∶0.022(g/g)比例，溶解于3毫升(ml)丙酮中，再将此单体/硅胶溶液以0.2、0.5、1.0(g/g)比例注射于活化后硅胶反应瓶中，密封并置于暗室0℃，同时搅拌12小时，以达到完全含浸的目的。完成后利用抽气过滤装置以3ml蒸馏水洗除吸附剂外表面残留的单体与溶液，开始进行聚合反应，反应条件于氮气环境下60℃进行12小时聚合。再以丙酮去除未聚合的残留溶液，最后以真空烘箱于40℃调理12小时即可获得热敏性复合材1。
热敏性复合材2跟热敏性复合材3分别以上述热敏性复合材1的方式制备，其中，热敏性聚合物的组成如表1：
表1
| 热敏性复合材 | 热敏性单体 | 交联剂 | 起始剂 |
| 热敏性复合材1 | PNIPAAm | N’N’-亚甲基双丙烯酰胺 | AIBN |
| 热敏性复合材2 | PMEO2MA-b-PMEO3MA | N’N’-亚甲基双丙烯酰胺 | AIBN |
| 热敏性复合材3 | PEG-b-PADMO | N’N’-亚甲基双丙烯酰胺 | AIBN |
PNIPAAm：聚N-异丙基丙烯酰胺
PMEO2MA-b-PMEO3MA：聚二(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯-b-聚三(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯
PEG-b-PADMO：聚乙二醇-b-聚-N-丙烯酰基-2，2-二甲基-1，3-唑烷
AIBN：偶氮二异丁腈
实施例2热敏性复合材的特性试验
测试1
图2为硅胶(5mm)披覆不同重量高分子比例的结果照片，由照片显示当完成热敏性高分子材料覆载于硅胶表面孔洞后，其颜色为略显偏淡黄色，未改质者则呈现透明无色。利用表面分析孔洞仪(BET)，探讨硅胶(5mm)披覆不同重量热敏性复合材1比例，随着硅胶/热敏性复合材1覆载比例由1∶0、1∶0.2、1∶0.5至1∶1时，比表面积与孔体积的变化结果如表2所示：
表2硅胶披覆不同温敏型高分子孔洞特性表
由表2可知，热敏性复合材1确实填充于硅胶的中孔洞，但其表面积及孔体积仍可维持未改质硅胶的75％以上。
测试2
为了确定温敏型(PNIPAAm)材料是否确实合成架接于吸附孔洞材料上，利用红外线光谱仪(FT-IR)量测吸附剂材料的吸收光谱图，其测试结果随着热敏性复合材1覆载量增加，1648cm-1羰基(C=O)的吸收光谱强度增强，以1∶1比例最高，强度约为未改质的5至6倍，同时1548cm-1的N-H键结强度，亦由原本未改质的无讯号，随着热敏性复合材1覆载量增加，可明显发现N-H弯曲震动讯号的增强，此结果可证实热敏性高分子单体1确实填充于硅胶的中孔洞。
测试3
为了了解硅胶吸附剂达到完全脱附的温度与估算水分子吸附于有机/无机载体的含量，利用热重损失分析仪(TGA)进行分析，实验前将硅胶置入置入恒温恒湿箱，吸湿条件为RH=80％，25℃，时间为30分钟，测试结果如图3所示，当脱附温度达160℃，重量损失率已达到平衡及稳定状态，因此以160℃重量损失率视为硅胶饱和吸附容量。
进一步探讨不同热敏性复合材1覆载量于不同脱附温度的吸附情形，将固定不同脱附温度40℃、100℃及160℃进行恒温热损失分析，如图4a至图4d所示，其结果得知，当以不同比例热敏性复合材1改质硅胶后，水气于100℃下脱附程度有趋近160℃完全脱附的趋势，因此图4b至图4d中热重损失分析仪(TGA)的100℃曲线会接近160℃曲线，显示硅胶表面改质后有助于低温达成完全再生脱附程度。另外，随着热敏性复合材1覆载量增加，其脱附量有略微下降，由未改质的19.36％wt，分别降至16.77％wt(覆载比例1∶0.2)、15.88％wt(1∶0.5)与15.39％wt(1∶1)。此主要原因为部份微孔孔洞热敏性复合材1所遮蔽，故其吸附量约略下降20％。
测试4
图5为硅胶于不同热敏性复合材1覆载比例后，各脱附温度的水气脱附比例，图5目的在了解经PNIPAAm改质后，低温脱附是否能有效提升水气脱附率。并以160℃做为100％水气完全脱附点，故由图可知，低温40℃时，无论是否改质，硅胶约有38至39％的水气比例可以脱附出来；而在100℃脱附时，经过PNIPAAm改质后的硅胶吸附剂，其水气脱附程度已可达83％至88％，远高于未改质的62％。因此通过热敏性材料修饰改质吸附剂表面确实可于较低温度下提升水气脱附能力。
测试5
不同覆载比例的硅胶于40℃、100℃与160℃下的实际水气脱附率，测试结果如图6所示。由图可知160℃脱附温度下，以未改质硅胶的水气脱附率最高，达到19.36％wt，并随着高分子覆载比例增加而慢慢递减至15.39％wt。在100℃脱附温度下，以改质硅胶于高分子覆载比例为(0.2)时，其水气脱附率最高约为14.3％wt。通过PNIPAAm的修饰改变孔洞表面亲/疏水特性后，可使水气吸/脱附率于100℃下大幅提升20％，即由11.9％wt水气脱附率提高至14.3％wt。
由上可知，本发明通过热敏性聚合材料于中孔洞粒子的孔洞内部表面合成改质，使热敏性复合材于不同温度调控下，其表面呈现可逆的亲、疏水性(hydrophobic and hydrophilic)特性变化，从而加速驱动水分子的脱附行为，来降低脱附再生时所需温度，符合产业的需求。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种热敏性复合材，其特征在于，包括：
中孔洞粒子，具有多个中孔洞；以及
热敏性聚合物，填充于该中孔洞粒子的中孔洞，且该热敏性聚合物具有随温度升高亲水性下降的特性。
2.如权利要求1所述的热敏性复合材，其特征在于，该中孔洞粒子的孔径介于2nm至50nm。
3.如权利要求1所述的热敏性复合材，其特征在于，该中孔洞粒子的比表面积介于521m2/g至553m2/g。
4.如权利要求1所述的热敏性复合材，其特征在于，该中孔洞粒子选自硅胶、活性氧化铝、硅分子筛、沸石所组成群组的至少一种。
5.如权利要求4所述的热敏性复合材，其特征在于，该中孔洞粒子选自硅胶。
6.如权利要求1所述的热敏性复合材，其特征在于，该热敏性聚合物的结构如式(I)：
其特征在于，n为50至70的整数。
7.如权利要求6所述的热敏性复合材，其特征在于，该热敏性聚合物的重量平均分子量范围为5650至7900。
8.如权利要求1所述的热敏性复合材，其特征在于，该中孔洞粒子与该热敏性聚合物的重量比为1∶0.1至1∶1。
9.一种以如权利要求1至8任意一项所述的热敏性复合材于吸附式制冷剂的用途。
10.一种吸附式制冷装置，其特征在于，包括：
真空腔体，用以填充冷媒；
吸附床，设于该真空腔体中，且该吸附床内填充有如权利要求1所述的热敏性复合材，以吸收或脱附该冷媒；
冷凝器，设于该真空腔体中，用以凝结来自该热敏性复合材脱附的冷媒；以及
蒸发器，设于该真空腔体中且该蒸发器具有该冷媒，用以蒸发该冷媒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW102145510 | 2013-12-11 | ||
| TW102145510A TW201522475A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 熱敏性複合材及其用途與使用該熱敏性複合材之製冷裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104710719A true CN104710719A (zh) | 2015-06-17 |
Family
ID=53410466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310706372.1A Pending CN104710719A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-20 | 热敏性复合材及其用途与使用该热敏性复合材的制冷装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104710719A (zh) |
| TW (1) | TW201522475A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108036658A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-15 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于降膜式换热器的换热管及换热器和空调热泵机组 |
| CN108168358A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 翅片管式换热器 |
| CN109179543A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种高效聚光太阳能海水淡化技术及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1560100A (zh) * | 2004-02-16 | 2005-01-05 | 太原理工大学 | 一种分子筛-聚合物复合微粒及制备方法 |
| US6861103B2 (en) * | 2002-02-07 | 2005-03-01 | The Regents Of The University Of California | Synthesis of functional polymers and block copolymers on silicon oxide surfaces by nitroxide-mediated living free radical polymerization in vapor phase |
| CN102120854A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-13 | 河北工业大学 | 一种温度响应三维有序大孔控制释放材料 |
| CN104119631A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-29 | 中国日用化学工业研究院 | 制备具有不同临界响应温度的温敏改性纳米二氧化硅复合物的方法 |
-
2013
- 2013-12-11 TW TW102145510A patent/TW201522475A/zh unknown
- 2013-12-20 CN CN201310706372.1A patent/CN104710719A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861103B2 (en) * | 2002-02-07 | 2005-03-01 | The Regents Of The University Of California | Synthesis of functional polymers and block copolymers on silicon oxide surfaces by nitroxide-mediated living free radical polymerization in vapor phase |
| CN1560100A (zh) * | 2004-02-16 | 2005-01-05 | 太原理工大学 | 一种分子筛-聚合物复合微粒及制备方法 |
| CN102120854A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-13 | 河北工业大学 | 一种温度响应三维有序大孔控制释放材料 |
| CN104119631A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-29 | 中国日用化学工业研究院 | 制备具有不同临界响应温度的温敏改性纳米二氧化硅复合物的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108036658A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-15 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于降膜式换热器的换热管及换热器和空调热泵机组 |
| CN108168358A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 翅片管式换热器 |
| CN108168358B (zh) * | 2017-12-27 | 2020-06-16 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 翅片管式换热器 |
| CN109179543A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种高效聚光太阳能海水淡化技术及系统 |
| CN109179543B (zh) * | 2018-10-17 | 2023-09-12 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种高效聚光太阳能海水淡化技术及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201522475A (zh) | 2015-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ge et al. | Experimental study on performance of silica gel and potassium formate composite desiccant coated heat exchanger | |
| Mohammed et al. | Revisiting the adsorption equilibrium equations of silica-gel/water for adsorption cooling applications | |
| Lee et al. | Sorption characteristics of a novel polymeric desiccant | |
| Zheng et al. | Experimental study and performance predication of carbon based composite desiccants for desiccant coated heat exchangers | |
| Teo et al. | Water adsorption on CHA and AFI types zeolites: Modelling and investigation of adsorption chiller under static and dynamic conditions | |
| Dawoud et al. | Experimental study on the kinetics of water vapor sorption on selective water sorbents, silica gel and alumina under typical operating conditions of sorption heat pumps | |
| Aristov et al. | Kinetics of water sorption on SWS-1L (calcium chloride confined to mesoporous silica gel): influence of grain size and temperature | |
| Pesaran et al. | Desiccant cooling: state-of-the-art assessment | |
| CN115175594A (zh) | 用于可穿戴大气蒸气提取的系统和方法 | |
| Gordeeva et al. | Adsorption cooling utilizing the “LiBr/silica–ethanol” working pair: Dynamic optimization of the adsorber/heat exchanger unit | |
| Wang et al. | Study on activated carbon/silica gel/lithium chloride composite desiccant for solid dehumidification | |
| CN102744036A (zh) | 复合吸附剂材料及其制备方法和应用 | |
| Bu et al. | Effect of pore size on the performance of composite adsorbent | |
| CN104710719A (zh) | 热敏性复合材及其用途与使用该热敏性复合材的制冷装置 | |
| CN115433308B (zh) | 一种基于亲疏水可逆转换的吸湿材料及其制备方法与应用 | |
| Narayanan et al. | Design and optimization of high performance adsorption-based thermal battery | |
| Ye et al. | Activated carbon fiber cloth and CaCl2 composite sorbents for a water vapor sorption cooling system | |
| Liu et al. | Experimental study on salt–metal organic framework composites for water absorption | |
| Chen et al. | Investigation on activated carbon-sodium polyacrylate coated aluminum sheets for desiccant coated heat exchanger | |
| JP2003075015A (ja) | 吸着式冷凍機 | |
| Cevallos | Adsorption characteristics of water and silica gel system for desalination cycle | |
| Toribio et al. | Adsorption of water vapor by poly (styrenesulfonic acid), sodium salt: isothermal and isobaric adsorption equilibria | |
| US20160045893A1 (en) | Adsorbent, method of manufacturing adsorbent, and adsorption-type heat pump | |
| Osaka et al. | Experimental investigation on the adsorption kinetics of silica-gel layer enhanced thermal conductivity | |
| Pan et al. | Performance assessment of heat exchanger coated with encapsulated ultra-high salt content desiccant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150617 |