CN107626278A - 新型硅胶吸附材料的制备方法 - Google Patents

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贾东新
张耒
何玲丽
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Abstract

本发明公开了一种新型硅胶吸附材料的制备方法，配置模数为2.5‑3.5的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；升高水玻璃温度至40℃‑45℃，加入用硫酸稀释的质量分数为8％‑9％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至10.8‑11.2；升高混合溶液温度至60℃‑65℃，恒温反应3h‑5h后取出并用清水冲洗至中性；将陶瓷纤维纸浸没在中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥3.4h‑4.5h；将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。本发明方法制备获得的吸附材料具有吸附性高、稳定性好的特点。

Description

新型硅胶吸附材料的制备方法
技术领域
本发明涉及吸附剂领域，尤其涉及一种新型硅胶吸附材料的制备方法。
背景技术
吸附式转轮除湿系统因在高效空气净化、能源利用和环境保护方面优势显著而成为可持续发展技术之一。转轮除湿系统中常用的吸附剂有：氯化锉、硅胶、分子筛等，这些吸附剂各有优缺点，主要体现在：(l)氯化锉除湿量大，再生温度低(90-l10℃)，但低湿度下吸附量小，且容易结露形成溶液，随转轮转动而逸出，对周边设备造成腐蚀；(2)硅胶除湿量较大，再生温度较低(120-150℃)；(3)分子筛深度除湿能力最佳，再生温度高(150-200℃)，运行能耗大。
综合起来，作为除湿材料，硅胶较为适宜，但其在低湿度或处理环境温度较高条件下吸附能力较低，且由于多孔材料结构的非规整性(无定形)，耐热性能有待改善。因此，必须对其进行改性。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种吸附性高、稳定性好的新型硅胶吸附材料的制备方法。
技术方案：本发明所述的新型硅胶吸附材料的制备方法，包括下述步骤，
(1)配置模数为2.5-3.5的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；
(2)升高水玻璃温度至40℃-45℃，加入用硫酸稀释的质量分数为8％-9％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至10.8-11.2；
(3)升高混合溶液温度至60℃-65℃，恒温反应3h-5h后取出并用清水冲洗至中性；
(4)将陶瓷纤维纸浸没在步骤(3)获得的中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥3.4h-4.5h；
(5)将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。
其中，所述的步骤(2)在加入硫酸钛溶液前先加入适量的稀硫酸溶液。所述的步骤(2)中调节pH至11。所述的步骤(3)中使用去离子水冲洗获得的含钛硅胶。所述的步骤(4)中调节温度的速率为2℃-5℃/min。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明采用金属离子掺杂改性的方法，形成M-O-Si键(M＝B、Al、Ti)等，增强了多孔材料表面的酸性活性中心数目及酸性强度，增大了其比表面积，从而提高材料的吸附性能和热稳定性。由于本发明制作的吸附材料孔径较小，使得钛掺杂硅胶比表面积增加，显示其优异的吸附性能。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的新型硅胶吸附材料的制备方法，包括下述步骤，
(1)配置模数为2.5的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；
(2)升高水玻璃温度至40℃，加入用硫酸稀释的质量分数为8％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至10.8；
(3)升高混合溶液温度至60℃，恒温反应3h后取出并用清水冲洗至中性；
(4)将陶瓷纤维纸浸没在步骤(3)获得的中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥3.4h；
(5)将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。
实施例2：
本实施例的新型硅胶吸附材料的制备方法，包括下述步骤，
(1)配置模数为3.5的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；
(2)升高水玻璃温度至45℃，加入用硫酸稀释的质量分数为9％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至11.2；
(3)升高混合溶液温度至65℃，恒温反应5h后取出并用清水冲洗至中性；
(4)将陶瓷纤维纸浸没在步骤(3)获得的中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥4.5h；
(5)将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。
实施例3：
本实施例的新型硅胶吸附材料的制备方法，包括下述步骤，
(1)配置模数为3的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；
(2)升高水玻璃温度至42℃，加入适量的稀硫酸溶液，加入用硫酸稀释的质量分数为8.5％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至11；
(3)升高混合溶液温度至62℃，恒温反应4h后取出并用去离子水冲洗至中性；
(4)将陶瓷纤维纸浸没在步骤(3)获得的中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥4h；
(5)将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。

Claims (5)

1.新型硅胶吸附材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤，
(1)配置模数为2.5-3.5的水玻璃溶液置于恒温反应容器中；
(2)升高水玻璃温度至40℃-45℃，加入用硫酸稀释的质量分数为8％-9％的硫酸钛溶液，然后加入适量硫酸溶液调节pH至10.8-11.2；
(3)升高混合溶液温度至60℃-65℃，恒温反应3h-5h后取出并用清水冲洗至中性；
(4)将陶瓷纤维纸浸没在步骤(3)获得的中性溶液中，并调节温度从室温至150℃，到达150℃后干燥3.4h-4.5h；
(5)将干燥后的陶瓷纤维纸放入干燥恒温箱中冷却至室温，获得含钛的新型硅胶吸附材料。
2.根据权利要求1所述的新型硅胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)在加入硫酸钛溶液前先加入适量的稀硫酸溶液。
3.根据权利要求1所述的新型硅胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中调节pH至11。
4.根据权利要求1所述的新型硅胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中使用去离子水冲洗获得的含钛硅胶。
5.根据权利要求1所述的新型硅胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中调节温度的速率为2℃-5℃/min。
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