CN106705222A - 一种基于石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置及室内等温除湿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于多功能石墨烯改性过的纳米高分子材料，根据其所制备的膜材除湿组件，以及室内等温除湿装置，以及使用所述装置的室内等温除湿方法，解决了现有除湿器除湿不连续，产生冷凝水，工作腔体易腐蚀霉变，需频繁切换阀门，额外加热等温单元等问题。本发明能有效地解决连续等温除湿问题，无冷凝水产生，具有系统可靠性好，除湿精度高，装置易维护优点。

Description

一种基于石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置及室 内等温除湿方法
技术领域
本发明涉及空气湿度控制技术领域，特别涉及一种石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，一种基于石墨烯/纳米高分子材料的除湿单元，以及使用等温除湿装置的室内等温除湿方法。
背景技术
空气除湿是一种集成了多门学科的综合性技术，目前已被广泛应用于民、商、军事等领域，且在工业、农业、国防、医疗、商业和日常生活中发挥着无可替代的巨大作用，如纺织、冶金、石化、仪器、原子能、航空航天等领域。空气湿度是表征空气质量的重要指标之一，相关文献表明，人体适宜的相对空气湿度应在40～65％之间，过高或过低的空气湿度都会使人体或其它动物感觉到不适，甚至还会导致某些病毒、细菌等微生物大量滋生，造成直接或间接的经济损失。根据我国独特的地理位置，地处欧亚大陆，且面对辽阔的太平洋，具有悠长的海岸线。由于海陆之间存在巨大的热力差异，使得我国大部分地区季风性气候显著，特别是夏季受到海洋暖湿气流的影响，天气炎热多雨，空气多以闷热潮湿为主，湿度超标的空气不仅容易使环境发生霉变，更使人体感觉不适，湿气入侵体内衍生各种疾病。由此可见，空气除湿便显得尤其重要。
目前已有的常用空气除湿技术按照除湿方式可分为冷却除湿、吸收除湿和吸附除湿。除此以外，随着材料科学技术的发展，也新兴了一些前沿的除湿技术，如膜材除湿、热泵除湿、质子传导电化学除湿、HVAC除湿(供热通风与空气调节除湿，简称HVAC除湿)。其中，
1.冷却除湿技术。主要是采用制冷式冷源(如空调制冷机，半导体冷源等)制冷除湿。工作原理是通过降低冷凝器表面温度，致使空气温度下降至露点温度以下，从而降低空气中的水分含量达到空气除湿的目的。此法需将空气温度降至露点温度以下，除去空气中的水分之后再将空气升温至原温度状态，除湿过程能耗高，且产生冷凝水，致使除湿部件易霉变生菌，难清理维护。且冷源使用的制冷剂、卤水等不环保，诸多因素限制了其广泛应用。
2.吸收除湿技术。液体吸收除湿主要是利用某些具有吸湿性的溶液来吸收空气中的水分而达到降低空气湿度的目的。常用的液体吸湿剂包括LiCl，CaCl2，ZnCl2，二甘醇，甘油(丙三醇)，聚乙烯醇，聚乙二醇(PEG)等，将溶液雾化后以雾状和空气接触，增大接触面积以此来吸收空气中的水分。与此同时，太阳能再生液体干燥剂也被广泛应用。此法因需要定期补充和更换吸湿剂，且雾状溶液容易被带出或飞散，故其设备结构设计费用高昂，后期维护费用高。
3.吸附除湿技术。通常吸附除湿是采用某些具有吸附性能的固体作为吸附剂，固体吸附除湿同液体吸收除湿原理类似，采用某些吸附功能的固体来吸收空气中的水分而达到降低空气湿度的目的。常用的固体吸附剂包括，NaOH，Ca(OH)2，硅胶，氧化铝，分子筛等，这些物质均对水分有强烈的亲和性。故需定期进行脱附处理，属于不连续除湿方式，且操作控制起来极不方便。
4.新型除湿技术。为了解决传统除湿技术的能耗高，成本高，除湿不连续，操作不便宜等困难，目前发展了一些新型的除湿技术，如①热泵和氢泵除湿(又称电除湿)：电除湿是利用压缩机做功使蒸发器回收低品位热，再在冷凝器中通过升高温度使之成为高品位的热。在此过程中，空气中的水分通过释放低品位热而冷却成液态水被排除，达到空气除湿的目的；②HVAC除湿：是指通过加热的方式使空气相对湿度降低，应用此法除湿投资少，运行费用低，但此法只能降低空气的相对湿度，不能降低空气中的水蒸气含量，故难以确保室内的除湿效果；③膜材除湿：膜科学技术是一门新兴的高分离、浓缩、提纯、净化的技术。随着材料科学的进步，利用膜材进行选择性透过对空气除湿有了较快的发展。通过此法进行空气除湿，必须满足在膜材两侧产生浓度梯度差，这种浓度梯度差既可以是由膜两侧的压力差所造成，亦可由膜两侧的温度差造成，或由两者共同作用产生。因此，对膜材就要求具有高机械强度，对水分子具有良好的选择透过性。
目前，利用膜材进行除湿的技术已发展许多，如：公告号为CN205145936U的中国发明专利申请公开说明书公布了一种高效的膜除湿器，它利用的是通过相互平行并交替排列的溶液流道和空气流道的方式进行热湿交换，实现对空气的连续除湿处理；公告号为CN203123788U的中国发明专利申请公开说明书公布了一种采用中空纤维丝膜对空气除湿的装置，类似冷却除湿方式，通过冷源制冷原理实现对空气的除湿处理；然而，以上专利公开的除湿系统中，均耦合了一些传统除湿方式，且除湿过程产生冷凝水，室内热量流失严重，或需额外设置加热装置加热除湿完后的空气，除湿过程能耗高，附加成本高，均无法实现真正意义上的膜式室内等温除湿。
综上所述，为解决目前除湿器除湿不连续，除湿过程产生冷凝水，致使工作腔体易腐蚀霉变，需频繁切换阀门或更换除湿剂，清理维护起来不方便，额外的加热等温装置或辅助运动单元，能耗高等一系列问题，故发展本发明所提供的一种室内等温除湿装置十分必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够真正意义上实现高效除湿的膜材等温除湿装置。该装置避免了上述现有技术中的弊端，能够有效解决杀菌抗菌和连续除湿问题，没有冷凝水产生，保持室内等温，具有系统可靠性好，除湿精度高，装置易维护，能耗低等优点。
为实现上述目的，本发明采用以下如下技术方案实现：
发明的一方面提供一种基于石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，其特征在于，沿气流走向设置有室内空气进气口、空气循环系统、除湿的工作腔体和除湿后空气出气口，以及负压分子泵，所述工作腔体与负压分子泵通过水分子流通管道连通。
在一项可选的技术方案中，所述工作腔体包含多组除湿单元，所述除湿单元包含表面涂覆石墨烯/纳米高分子材料涂料、管壁具有微孔通道的多芯中空塑胶管。
在一项可选的技术方案中，所述多芯中空塑胶管以通过开放的顶端使内部与所述负压分子泵通过水分子流通管道连通，外部暴露于气流、底端密封的方式设置。
在一项可选的技术方案中，所述除湿单元中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使所述多芯中空塑胶管内部与所述负压分子泵通过水分子流通管道连通。
在一项可选的技术方案中，所述室内等温除湿装置除了位于工作腔体的气流走向上游的空气循环系统，还包括位于工作腔体的气流走向下游的空气循环系统。
在一项可选的技术方案中，所述室内等温除湿装置还包括智能控制系统，包括环境监测组件和智能控制中心，所述的环境监测组件又包括湿度传感器和温度传感器，湿度传感器和温度传感器安装于所述室内空气进气口部位，分别将各自检测的环测数据反馈至所述智能控制系统。
在一项可选的技术方案中，所述石墨烯/纳米高分子材料使所述的多芯中空塑胶管外壁具有只允许水蒸气以水分子的形态通过，且不透气的亲水-疏水基团。
发明的另一方面提供了基于石墨烯/纳米高分子材料的除湿单元，其特征在于，所述除湿单元包含，所述除湿单元中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使与所述负压分子泵通过水分子流通管道连通。
发明的另一方面提供了一种用于除湿的改性的石墨烯/纳米高分子材料，其特征在于，所述石墨烯/纳米高分子材料涂覆于表面具有若干微孔结构的多芯中空塑胶管的管状表层，形成具有纳米级孔的膜。
发明的另一方面提供了一种室内等温除湿方法，其使用上述的室内等温除湿装置，其步骤包括：外界给所述智能控制中心一程序指令，预先设定某空气湿度值模式，当湿度传感器检测到室内空气的湿度值高出预先设定的湿度值的预定百分比时，智能控制中心将自动开启空气循环系统和负压分子泵，当湿度传感器检测到室内空气湿度达到人为设定的湿度值时，所述智能控制空心将自动关闭空气循环系统和负压分子泵。
采用上述除湿技术方案后，对比现有除湿技术，本发明总结得出以下优势所在：
1：除湿模式原理特别且新颖。本发明的除湿模式属于目前除湿技术的前沿技术之一—膜材除湿，但又避免了现有膜材除湿的诸多弊端。
2：无冷凝水产生。本发明采用的膜材除湿技术，其膜材除湿的特殊性在于，空气中的水分被膜材的亲水材料吸附于表面，即在膜材表面形成高浓度水分子侧，在浓度梯度差的驱动下连续转移至室外，实现分子水平的除湿过程。故而整个除湿过程当中无冷凝水产生，避免了设备易受腐蚀，工作部件霉变，和易滋生细菌病毒等危害，降低了疾病的发生率。根据所述无冷凝水产生的特点，可将本发明所述的室内等温除湿装置应用于一些惧怕潮湿和病毒霉菌的环境，如图书馆，文物保护，电子和医疗设备等特殊地方。
3：等温除湿。如上所述除湿过程，室内空气转移至除湿区域后，经过除湿组件进行除湿处理，后再经风机搬运至室内。由于所述的多芯中空塑胶管道具有大量蜂窝微孔结构，具有良好的保温效果，且除湿过程当中室内空气并无与外界接触，避免了热量的流失。故而搬运至室内的新风其热量基本无损耗，能够实现等温除湿功效。
4：除湿核心部件长期高效除湿。所述石墨烯/纳米高分子膜材，其内部特殊强化的亲水-疏水基团的透水通道，与目前现有除湿膜材的结构有着明显的差别。区别在于，现有除湿膜材的内部存在大量具有一定直径大小的孔，属于多孔材料。而本发明所采用膜材其表面光滑平整，有部分功能石墨烯添加材料的微结构显现，故而属于纳孔材料。所以不存在孔堵塞而使除湿核心部件失效的现象，因此能实现长期有效除湿效果。
5：长效抗菌杀菌功能。本发明所采用的功能性膜材，其中的石墨烯成分具有抗菌杀菌的作用。其膜材不仅对流经表面的高湿度空气具有吸附水蒸气的作用，而且对空气中的细菌还具有催化抑制生长，甚至抑制活性的作用，并且此功效长期有效。而现有除湿技术少有能够抗菌杀菌或者长期有效抗菌杀菌的功效。
6：绿色环保节能除湿。本发明所述的室内等温除湿装置，其结构简单，利用亲水材料的吸附水蒸气作用，形成的水蒸气压驱动水分子转移，通过定向驱使水分子的移动方向达到除湿的目的，且除湿过程中基本无热量损失，无需额外设置加热新风的加热设备。并且本文所述室内等温除湿装置也并无用到冷凝剂，除湿剂等不环保材料，故而属于真正意义上的绿色环保节能除湿。
附图说明
图1所示的是本发明室内等温除湿装置的简要结构示意图。其中：1-室内高湿度空气进气口；2-空气循环系统(进气口风机)；3-除湿单元；4-除湿区；5-工作腔体；6-单根透水膜多芯中空塑胶管；7-负压分子泵；8-空气循环系统(出气口风机)；9-除湿后空气出气口(新风出气口)；10-智能控制系统。
图2所示的是图1中单组除湿单元的横剖面示意图。其中：单组除湿单元是由多根具有微孔结构的，表面涂覆有多功能石墨烯/纳米高分子材料。组件底部采用如图所示硬质中空管固定，并用密封胶进行严格密封处理，另一端采用同样硬质中空管固定，多芯中空塑胶管与硬质管之间的空隙用密封胶密封，多芯中空塑胶管端面不密封，接负压分子泵的流通管道。
图3所示的是图2中单根多芯中空塑胶管及其管壁外侧涂覆的除湿膜材的横剖面示意图。其中：11-新进的室内高湿度空气；12-除湿膜材表面；13-除湿膜材；14-除湿膜材内部特殊强化的亲水-疏水基团的透水通道；15-多功能石墨烯；16-多芯中空塑胶管管壁；17-多芯中空塑胶管管壁微孔通道；18-多芯中空塑胶管中空内芯流通管道；19-经膜材转移至多芯中空塑胶管内的水分子流；20-水分子；21-经除湿后新风空气。
具体实施方式
如上文所述，本发明的第一方面提供一种基于石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，其特征在于，沿气流走向设置有室内空气进气口1、空气循环系统2、除湿的工作腔体5和除湿后空气出气口9，以及负压分子泵7，所述工作腔体5与负压分子泵7通过水分子流通管道连通。
在一项可选的技术方案中，所述工作腔体5包含多组除湿单元3，所述除湿单元3包含表面涂覆石墨烯/纳米高分子材料涂料、管壁具有微孔通道的多芯中空塑胶管6。
在一项可选的技术方案中，所述多芯中空塑胶管6以通过开放的顶端使内部与所述负压分子泵7通过水分子流通管道连通，外部暴露于气流、底端密封的方式设置。
在一项可选的技术方案中，所述除湿单元3中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管6的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管6多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使所述多芯中空塑胶管6内部与所述负压分子泵7通过水分子流通管道连通。
在一项可选的技术方案中，所述室内等温除湿装置除了位于工作腔体5的气流走向上游的空气循环系统2，还包括位于工作腔体5的气流走向下游的空气循环系统8。
在一项可选的技术方案中，所述室内等温除湿装置还包括智能控制系统10，包括环境监测组件和智能控制中心，所述的环境监测组件又包括湿度传感器和温度传感器，湿度传感器和温度传感器安装于所述室内空气进气口1部位，分别将各自检测的环测数据反馈至所述智能控制系统10。
在一项可选的技术方案中，所述石墨烯/纳米高分子材料使所述的多芯中空塑胶管外壁具有只允许水蒸气以水分子的形态通过，且不透气的亲水-疏水基团。
发明的另一方面提供了基于石墨烯/纳米高分子材料的除湿单元3，其特征在于，所述除湿单元3中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管6的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管6多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使所述多芯中空塑胶管6内部与所述负压分子泵7通过水分子流通管道连通。
在一项可选的技术方案中，所述石墨烯/纳米高分子材料为经多功能性石墨烯改性过后的纳米高分子材料，使所述的多芯中空塑胶管6外壁具有只允许水蒸气以水分子的形态通过，且不透气的亲水-疏水基团。
发明的另一方面提供了一种用于除湿的改性的石墨烯/纳米高分子材料，其特征在于，所述石墨烯/纳米高分子材料涂覆于表面具有若干微孔结构的多芯中空塑胶管6的管状表层，形成具有纳米级孔的膜。
发明的另一方面提供了一种室内等温除湿方法，其使用上述的室内等温除湿装置，其步骤包括：外界给所述智能控制中心10一程序指令，预先设定某空气湿度值模式，当湿度传感器检测到室内空气的湿度值高出预先设定的湿度值的预定百分比时，智能控制中心10将自动开启空气循环系统2、8，和负压分子泵7，当湿度传感器检测到室内空气湿度达到人为设定的湿度值时，所述智能控制空心将自动关闭空气循环系统2、8，和负压分子泵7。
下面结合附图说明对本发明的技术实施方案进行详细的说明。
本发明所述的基于一种石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，其工作原理是：
如图1所示，室内高湿度空气经空气循环系统的进气口风机2 搬运至除湿区4内，除湿区内除湿单元3的膜材表面吸附空气中的水蒸气，即在膜材两侧形成一个水蒸气浓度梯度差。在负压分子泵7的协同作用下，水蒸气以水分子的形态连续转移至室外，整个除湿过程并无冷凝水产生。经除湿过后的新风以一种水蒸气含量低，健康无菌的形态由空气循环系统出气口风机8重新搬运至室内，平衡室内空气的湿度值和防止热量损失，最终达到对室内空气等温除湿的目的。
所述室内高湿度空气进气口1，端口采用如图1所示结构优化设计，根据空气动力学原理，此结构有利于室内大空间的空气流动，也有助于快速高效除湿。
所述室内高湿度空气进气口1，还安装有空气过滤网，能有效过滤掉室内空气中较大的絮状漂浮物。优选地，结构采用扣锁抽插设计，便宜清理维护。
所述室内高湿度空气进气口1，与空气循环系统进气口风机2密封连接。
所述空气循环系统空气进气口风机2，安装于所述室内等温除湿装置的工作腔体底部位置，因室内需除湿的空气密度大，大致安装于室内空间的近地面空间位置。
所述空气循环系统空气出气口风机8，安装于所述室内等温除湿装置的工作腔体顶部位置，因除湿后的新风空气湿度小，故密度小，因此风机8安装于装置顶部位置。
所述空气循环系统风机2和8，均采用低功率低噪音风扇组成，电开关由智能控制系统10控制。
所述室内等温除湿装置的除湿单元3包括如图所示中空硬质固定管，多根中空多芯塑胶管道，半球罩。如图2所示为单个除湿单元横向剖面图。图中多根中空多芯塑胶管并列组合，其底端置于硬质管内，采用密封胶严格密封。顶端置于同样的硬质管内，不同的是中空多芯塑胶管的端面部分需露出一定尺寸(2～4mm)出来避免被密封，硬质管内同样使用密封胶密封。此端用半球罩套住，轴心处开孔连接负压分子泵7。
优选地，图2所示的单个除湿单元3中，中空多芯塑胶管6数量可由15～30根组成，更优选地，中空多芯塑胶管6的数量采用20～25根达到更高的除湿效率。
优选地，所述室内等温除湿装置的除湿单元3，根据除湿要求或设计规格，其单元数量可由4～8组不等组成。
本发明所述中空多芯塑胶管6管道外径尺寸为3.8mm，中部多芯管道中空内径均为0.8mm。管壁微观状态为多孔结构，孔径在5nm～1.0mm范围内均可达到水分子流通性能。所述塑胶管为此类多孔材料，其结构类似蜂窝材料，不仅为水分子流动提供流通通道，同时具有保温作用，导热系数低。
本文所述中空多芯塑胶管的直径尺寸并不仅仅局限于3.8mm，其直径尺寸在2～4mm范围均能达到较高的除湿效率。
优选地，所述中空多芯塑胶管的材质可选择以下商品化产品中的一种：聚砜微孔管(PSU)，聚丙烯微孔管(PT)，聚氯乙烯微孔管(PVC)，聚乙烯微孔管(PE)，聚丙烯微孔管(PP)，聚偏氟乙烯微孔管(PVDF)，聚四氟乙烯微孔管(PTFE)等。本发明采用的中空多芯塑胶管材质为聚砜微孔管。
所述微孔中空多芯塑胶管外壁的成膜过程：在温度10～200℃范围内，将石墨烯改性过后的高分子材料制备成涂料，涂覆于所述中空多芯塑胶管6外壁。
具体地，成膜厚度可在2～250μm范围内均能达到较好的除湿效果。更优选地，其涂层厚度在150～200μm范围内具有更加优异的除湿性能。
本发明所述的膜材具有可靠的机械强度，所能承受的压差大于0.1MPa。当成膜厚度在150～200μm范围时，其所能承受的压差不小于0.2MPa。
本发明采用的多功能性膜材，是经多功能性石墨烯改性的高分子材料配制的涂料成膜得来。
优选地，所述多功能性石墨烯可采用部分氧化或全氧化石墨烯、氧化石墨烯/银，氧化石墨烯/二氧化钛、部分氧化石墨烯/银/ 二氧化钛复合材料。
具体地，本发明所述的“石墨烯/纳米高分子材料”、“氧化石墨烯/银”、“部分氧化石墨烯/银/二氧化钛”中的“/”表示将两种或三种材料按一定的比例进行复合或接枝处理形成具有特殊功能的复合材料，与“石墨烯/纳米高分子膜材”可互换使用。
优选地，所述纳米高分子材料为高导湿均聚物，高导湿共聚物中的一种或多种任意组合配方。
本发明所述的“均聚物”指的是由一种单体聚合而成的聚合物。
本发明所述的“共聚物”指的是由两种或两种以上的单体单元聚合而成的聚合物。
优选地，本发明所述的高导湿高分子聚合物：由聚氧乙烯、聚苯乙烯硫酸、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚氨酯、磺化的苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯丙烯酸酯、聚醚醚酮等中的一种单体的均聚物或两种及两种以上单体的共聚物组成，制备的除湿膜材具有良好的亲水性能。
具体地，本发明所述的高导湿高分子聚合物具有以下一种或多种极性官能团：-OH、-SH、-COOH、-OR、-COOR、-PO3H2、-SO3H、-NH2等。
本发明所述的石墨烯/纳米高分子材料，其纳米高分子材料与石墨烯通过上述极性基团形成氢键、离子键、共价键等化学键链接，最终得到具有强化亲水-疏水基团的透水通道。
其中，上述中“透水通道”并非相同多孔材料的透水通道，而是指亲水-疏水基团实现水分子转移的类似“通道”的水分子专属通道。
实施例
如图3所示，为单根中空多芯塑胶管及其管壁外侧涂覆的除湿膜材的横剖面示意图。以下将对膜材除湿原理进行详细说明：
如图3所示，室内高湿度空气11中大量的水蒸气被膜材亲水材料的亲水基团吸附。其膜材表面的水蒸气以水分子的形式与亲水基团通过化学键结合，即在膜材表面12处形成高浓度水分子，形成水蒸气压力差。
进一步地，压力差充当水分子移动驱动力，水分子自发地、连续地转移至中空多芯塑胶管微孔17中。在负压分子泵7的协同作用下，最终水分子被转移至室外。以上为膜材一个完整的除湿周期过程。
其中，以上所述膜材的除湿过程无冷凝水产生，不会对设备或管道产生腐蚀，滋生细菌病毒等危害人体的微生物，降低疾病的发生率，达到绿色环保除湿的目的。这也是目前现有除湿技术当中最为前沿的技术亮点之一。
另外，以上所述膜材的除湿过程基本无热量损失。经测试，所制备的膜材不仅具有良好的透水特性，其导热系数为0.35W/mK，可承受180℃高温，说明膜材的耐热能力强。且中空多芯塑胶管的微孔结构，其结构类似于蜂窝材料，同样具有良好的保温效果。故而，除湿过程中基本可实现热量零损失，最终实现等温除湿的目的。
目前现有等温除湿技术基本上均需将除湿后的空气进行再加热处理，使之达到室内空气的温度再转移至室内，此法不仅需要设置额外的加热单元，使结构设计复杂，且能耗高，不能满足低能耗除湿的要求。本发明所采用的室内等温除湿装置，从根本上解决了这一技术难题。
所述石墨烯/纳米高分子材料还具有抗菌杀菌的作用，其中的石墨烯复合材料成分，经测试可知，适宜浓度的石墨烯复合材料成分，其抗菌作用是通过改变细菌细胞的离子通道而使钾离子溶出细胞体外，从而导致细菌细胞因生理活性丧失而死亡。因石墨烯材料巨大的比表面积，有助于抗菌杀菌成分将其抗菌杀菌作用发挥至极致。
具体地，所述抗菌杀菌成分为石墨烯/银、或氧化石墨烯/银、或石墨烯/二氧化钛、或氧化石墨烯/二氧化钛中的银或二氧化钛材料。特别地，本发明所采用的纳米高分子材料也具有抗菌杀菌的功效。
具体地，根据标准GB/T2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能试验方法和抗菌效果》，本发明通过测定所述石墨烯/纳米高分子材料的抗菌能力，测定结果显示抗菌能力为0级(抗菌能力强)。
如上所述抗菌测试方法：采用平皿培养法测试，检测条件：温度28±1℃、相对湿度RH>90％，时间28天；检测菌种为黑曲霉、土曲霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、出芽短梗霉、球毛壳霉。
所述基于一种石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，具有精准智能除湿的功能，其工作原理为：
当位于室内的湿度传感器检测到室内的空气湿度高于预先人为设置湿度值的10％时，智能控制中心即刻发出指令，重新启动空气循环系统的风机2和8，负压分子泵7协同水分子的转移。当湿度传感器反馈的室内实时湿度数据达到湿度设定值后，控制系统将指令关闭空气循环系统风机2和8以及负压分子泵7，最终实现精准智能除湿的目的。
另外，室内温度传感器监测的室内温度数据，亦能通过智能控制界面实时精准显示。
本发明中的技术术语“湿度”包括绝对湿度和相对湿度两种。绝对湿度是指单位体积内的空气所含有的水分，单位mg/L。相对湿度是指绝对湿度与该温度下饱和水蒸气含量的比值，用百分比(％)表示。优选地，本发明默认采用相对湿度进行显示。
本发明所述的室内等温除湿装置，可根据安装需求或除湿地域的不同，设计成不同的形状规格。如长方体、立方体、圆柱体、球体、椭圆体或其他不对称形状。
根据本发明的创新之处，所述室内等温除湿装置特别适用于一些惧怕潮湿的环境，如图书馆，文物保护，电子设备间(军舰上或其它的航天、医用)等特殊地方；此外，本文所述装置还可替换某些环境下使用的空调。
综上所述，本发明所述的一种石墨烯/纳米高分子材料，将其配制成易成膜的涂料，涂覆于除湿单元3上，最后组装成一种室内等温除湿装置。利用膜材及其辅助器件的协同作用，达到绿色、环保、节能、无菌、高效的除湿目的。
显然，本发明所述的实施例仅仅只是清楚详细地说明了所作的举例，但并非是限定本发明的实施方式。对于所属空气控制领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式或形状的修改变动，在此也无法将所有实施方式进行穷尽举例说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于石墨烯/纳米高分子材料的室内等温除湿装置，其特征在于，沿气流走向设置有室内空气进气口(1)、空气循环系统(2)、除湿的工作腔体(5)和除湿后空气出气口(9)，以及负压分子泵(7)，所述工作腔体(5)与负压分子泵(7)通过水分子流通管道连通。
2.根据权利要求1所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述工作腔体(5)包含多组除湿单元(3)，所述除湿单元(3)包含表面涂覆石墨烯/纳米高分子材料涂料、管壁具有微孔通道的多芯中空塑胶管(6)。
3.根据权利要求2所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述多芯中空塑胶管(6)以通过开放的顶端使内部与所述负压分子泵(7)通过水分子流通管道连通，外部暴露于气流、底端密封的方式设置。
4.根据权利要求3所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述除湿单元(3)中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管(6)的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管(6)多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使所述多芯中空塑胶管(6)内部与所述负压分子泵(7)通过水分子流通管道连通。
5.根据权利要求1-4任一项所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述室内等温除湿装置除了位于工作腔体(5)的气流走向上游的空气循环系统(2)，还包括位于工作腔体(5)的气流走向下游的空气循环系统(8)。
6.根据权利要求1-4任一项所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述室内等温除湿装置还包括智能控制系统(10)，包括环境监测组件和智能控制中心，所述的环境监测组件又包括湿度传感器和温度传感器，湿度传感器和温度传感器安装于所述室内空气进气口(1)部位，分别将各自检测的环测数据反馈至所述智能控制系统(10)。
7.根据权利要求1-4任一项所述的室内等温除湿装置，其特征在于，所述石墨烯/纳米高分子材料使所述的多芯中空塑胶管外壁具有只允许水蒸气以水分子的形态通过，且不透气的亲水-疏水基团。
8.一种基于石墨烯/纳米高分子材料的除湿单元(3)，其特征在于，所述除湿单元(3)中设置有用于固定所述多芯中空塑胶管(6)的底端和顶端，使所述多芯中空塑胶管(6)多个并列组装，但使外部暴露的固定件，所述固定件为中空有孔硬质管，且在所述中空硬质管的顶端部分设有密封连接件，使所述多芯中空塑胶管(6)内部与所述负压分子泵(7)通过水分子流通管道连通。
9.一种用于除湿的改性的石墨烯/纳米高分子材料，其特征在于，所述石墨烯/纳米高分子材料涂覆于表面具有若干微孔结构的多芯中空塑胶管(6)的管状表层，形成具有纳米级孔的膜。
10.一种室内等温除湿方法，其使用权利要求6所述的室内等温除湿装置，其步骤包括：外界给所述智能控制中心(10)一程序指令，预先设定某空气湿度值模式，当湿度传感器检测到室内空气的湿度值高出预先设定的湿度值的预定百分比时，智能控制中心(10)将自动开启空气循环系统(2)、(8)，和负压分子泵(7)，当湿度传感器检测到室内空气湿度达到人为设定的湿度值时，所述智能控制空心将自动关闭空气循环系统(2)、(8)，和负压分子泵(7)。
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