CN110229015A - 一种陶泥混合干燥剂及其制备方法、再生方法 - Google Patents

一种陶泥混合干燥剂及其制备方法、再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶泥混合干燥剂及其制备方法、再生方法，属于干燥剂技术领域。本发明的干燥剂由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50‑150份，粉煤灰10‑120份，碳酸盐10‑100份，农业废弃物10‑100份。将以上原料分别放入烘箱中在120℃下烘干2h后，粉碎过80‑120目筛；按照以上原料质量比例混合均匀后，放入马弗炉中在300‑700℃下进行焙烧3‑6h后，得到所述陶泥混合干燥剂。本发明的干燥剂所采用的原料绿色环保，来源广泛；其吸附性及解吸能力好，能够快速再生，即使重复再生后也不丧失吸附能力。该干燥剂具有较好的商用价值。

Description

一种陶泥混合干燥剂及其制备方法、再生方法
技术领域
本发明涉及一种干燥剂，具体涉及一种陶泥混合干燥剂及其制备方法、再生方法。
背景技术
干燥剂是利用自身所具有可以吸附空气中的水蒸汽的特性，降低空间内空气湿度，达到保持相应物质的干燥。干燥剂广泛用于生活用品、家具、工艺品、精密仪器、五金产品等的存贮和运输。干燥剂需求巨大，在生产干燥剂时所考虑的干燥剂不仅取决于其吸附能力，而且重复使用性、稳定性、易操作性和成本等因素也是至关重要的。
目前市面使用较多的就是硅胶干燥剂，酸、碱性干燥剂和分子筛干燥剂。这些干燥剂吸水效果较好，但是生产原料复杂，制备过程比较复杂，生产成本较高。例如，硅胶干燥剂的吸附和解吸能力较低，对再生温度要求较高；氯化物基干燥剂有潮解问题，可能导致沥滤和腐蚀。为了克服这些干燥剂的局限性，研究者一直在寻找一种生产成本低，吸湿率高、再生性较好的干燥剂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种陶泥混合干燥剂及制备方法、再生方法。本发明的干燥剂所采用的原料绿色环保，来源广泛；其吸附性及解吸能力好，能够快速再生，即使重复再生后也不丧失吸附能力；本发明的干燥剂是一种生产成本低，吸湿率高、再生性好的干燥剂。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50-150份，粉煤灰10-120份，碳酸盐10-100份，农业废弃物10-100份。
进一步的，所述的陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土90-110份，粉煤灰70-90份，碳酸盐10-20份，农业废弃物10-20份。
进一步的，所述碳酸盐为贝壳、鸡蛋壳中的一种或两者组合。
进一步的，所述农业废弃物为秸秆、花生壳、果壳、枯树叶中的一种或多种。
进一步的，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土100份，粉煤灰80份，贝壳10份，花生壳10份。
本发明还提供所述陶泥混合干燥剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料陶泥土、粉煤灰、碳酸盐、农业废弃物分别放入烘箱中，在110-130℃下烘干1-3h后，粉碎过80-120目筛；
S2、按照原料重量份数称取步骤S1制得的各原料，并混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料放入马弗炉中，在300-700℃下进行焙烧3-6h后，得到陶泥混合干燥剂。
进一步的，步骤S1中，所述烘干是在120℃烘2h；步骤S3中，所述焙烧是在500℃焙烧4h。
本发明还提供所述陶泥混合干燥剂的再生方法，包括如下步骤：将使用后的陶泥混合干燥剂放入烘箱中，在120-200℃下烘1-2h即可。
本发明具有以下优点和技术效果：
(1)本发明的干燥剂制备工艺简单；(2)本发明所采用的原料来源广泛，廉价易得，且所有原料为无毒、绿色环保材料，无腐蚀性，实现了废物利用，对环境无污染；(3)本发明的干燥剂吸湿率高，再生过程简单，其吸附性及解吸能力好，能够快速再生，即使重复再生后也不丧失吸附能力，具有较好的商用价值。
附图说明
图1为实施例1制得的陶泥混合干燥剂与硅胶、凹凸棒石的吸湿率对比；
图2为500℃焙烧6h试样X射线衍射图；
图3为600℃焙烧6h试样X射线衍射图；
图4为700℃焙烧6h试样X射线衍射图；
图5为不同比例添加剂试样在不同温度焙烧4h的吸湿率对比；
图6为实施例13样品的再生次数与吸湿率对比。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土100份，粉煤灰80份，贝壳10份，花生壳10份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过100目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例2
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50份，粉煤灰20份，贝壳30份，花生壳20份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在400℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例3
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50份，粉煤灰10份，鸡蛋壳10份，枯树叶10份。将以上原料分别放入烘箱中，在110℃下烘干3h后，粉碎过80目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在400℃下焙烧5h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例4
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土80份，粉煤灰40份，鸡蛋壳80份，枯树叶80份。将以上原料分别放入烘箱中，在110℃下烘干3h后，粉碎过80目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧6h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例5
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50份，粉煤灰15份，鸡蛋壳30份，果壳50份；所述果壳为核桃壳、椰子壳、板栗壳的任意组合。将以上原料分别放入烘箱中，在110℃下烘干2h后，粉碎过80目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在300℃下焙烧5h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例6
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土60份，粉煤灰30份，鸡蛋壳40份，秸秆20份。将以上原料分别放入烘箱中，在110℃下烘干3h后，粉碎过80目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧3h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例7
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土70份，粉煤灰30份，鸡蛋壳10份，贝壳10份，枯树叶10份，花生壳10份，秸秆10份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在600℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例8
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土90份，粉煤灰70份，贝壳10份，花生壳10份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例9
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土110份，粉煤灰90份，贝壳20份，秸秆20份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在300℃下焙烧6h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例10
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土130份，粉煤灰110份，鸡蛋壳90份，花生壳90份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例11
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土60份，粉煤灰30份，贝壳10份，花生壳10份，秸秆20份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在700℃下焙烧3h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例12
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50份，粉煤灰10份，鸡蛋壳10份，枯树叶10份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过100目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在400℃下焙烧5h，得到陶泥混合干燥剂。
实施例13
一种陶泥混合干燥剂，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土150份，粉煤灰120份，贝壳100份，花生壳100份。将以上原料分别放入烘箱中，在120℃下烘干2h后，粉碎过120目筛，再混合均匀，放入马弗炉中在500℃下焙烧4h，得到陶泥混合干燥剂。
效果验证：使用实施例1制得的陶泥混合干燥剂与硅胶、凹凸棒石同时做吸湿率对比，分别准确称取以上干燥剂各1g置于烧杯中，将其放置于同一湿度环境下，72h后进行称量，可得各干燥剂吸湿率，结果见表1和图1。
表1不同干燥剂吸湿率
结果分析：如表1和图1所示，在同等条件下，本发明实施例1的试样吸湿率达40％，而传统的硅胶干燥剂、凹凸棒干燥剂的吸湿率分别为34％和14％，说明本发明的干燥剂不仅原料廉价易得，制备方法简单，成本低，而且制得的干燥剂吸湿性相对较好。
发明人在陶泥混合干燥剂的研制过程中，发现焙烧温度对干燥剂成品的吸湿性能有较大影响。发明人首先利用陶泥土进行试验筛选温度，经过大量试验发现，陶泥土的焙烧温度选择600℃为最优，在此温度下焙烧后的陶泥土的吸湿性最强，然后预选500-700℃的焙烧温度进行组分配比试验，具体做了不同比例添加剂(粉煤灰、贝壳粉、花生壳粉)试样吸湿率：取2g陶泥土，分别加入0.4g、0.8g、1.6g单一添加剂混合焙烧4h，得到混合样，再取1g混合样放置72h做吸湿率试验，具体见表2、表3、表4。
表2 500℃添加入不同添加剂的干燥剂吸湿率
如表2所示，结果分析如下：
(1)在500℃的焙烧温度下，随着粉煤灰的添加量逐渐增加，混合干燥剂的吸湿率也随着粉煤灰加入量的增加而呈现递增趋势，说明粉煤灰对陶泥土的吸湿性有促进或协同作用，可能在500℃下焙烧粉煤灰中的铝元素等其他金属元素与陶泥土相结合产生的作用；在2g的陶泥土中，粉煤灰的加入量为1.6g时，混合干燥剂的吸湿率达到最高，经后期试验，粉煤灰再加入更多的量，吸湿率变化不大；
(2)对于添加剂贝壳粉，从以上数据显示，随着贝壳粉的加入，干燥剂的吸湿率上升趋势不明显；可能是贝壳中的成分碳酸钙还没有完全分解；当贝壳粉再加入更多的量，吸湿率变化不大；
(3)对于添加剂花生壳粉，混合陶泥土的吸湿率随着花生壳粉的加入，干燥剂的吸湿率上升趋势不明显；当花生壳粉再加入更多的量，吸湿率变化不大；
(4)通过以上分析可知，添加入各添加剂，可以增强陶泥干燥剂的吸湿性能，但是吸湿性能的增加很有限，添加入粉煤灰时，混合干燥剂的吸湿性能最佳；
(5)对于使用含陶泥土做干燥剂，当单独添加粉煤灰具有最佳吸湿性，但也才达到最高24％，而本发明通过将一定配比的粉煤灰、贝壳粉、花生壳粉添加入陶泥土中，吸湿率达40％，说明如果单独使用以上各添加剂，则达不到很好的效果，因为各添加剂之间的相互协作，以及与陶泥土的配合，才能达到很好的吸湿效果。
表3 600℃添加入不同添加剂的干燥剂吸湿率
如表3所示，结果分析如下：
(1)随着粉煤灰的加入量增加，混合陶泥土的吸湿率整体呈上升趋势但并不明显，当粉煤灰的添加量为1.6g时陶泥混合干燥剂的吸湿率达到最高15％；当继续添加粉煤灰时，吸湿率上升不明显；
(2)随着贝壳粉的加入量增加，陶泥土混合干燥剂的吸湿率呈上升趋势；当贝壳粉的添加量为1.6g时陶泥混合干燥剂的吸湿率达到最高15％；当继续添加贝壳粉时，吸湿率上升不明显；
(3)随着花生壳粉的加入量增加，试样的吸湿率呈缓慢上升趋势；当花生壳粉的添加量为1.6g时陶泥混合干燥剂的吸湿率达到最高9％；当继续添加花生壳粉时，吸湿率上升不明显。
表4 700℃添加入不同添加剂的干燥剂吸湿率
如表4所示，结果分析如下：
(1)加入粉煤灰后，试样的吸湿性同样呈增加趋势，但增幅不大；
(2)与600℃所不同的是，在增加贝壳粉的加入量后，试样的吸湿性上升趋势明显，表明贝壳粉在700℃下焙烧，活性好，产生了对水吸附性好的物质，根据试验可知，碳酸钙在530℃开始缓慢分解，可推知试样吸湿能力增加可能是贝壳中的碳酸钙发生分解得到氧化钙，氧化钙是吸附水的良好物质；但是当贝壳粉的加入量继续增加时，吸湿率的变化不大；
(3)花生壳粉的加入对水的吸附性很弱；随花生壳的加入量增加吸湿率反而减小，可能是因为花生壳在经过700℃高温下焙烧，颗粒的微孔结构坍塌，失去了吸附水的能力；
(4)从表4的数据可知，同样的，粉煤灰、贝壳粉、花生壳粉如果单独使用，则吸湿率最高也才达到19％，与本发明的方案达到的吸湿率40％有很大差距；
通过以上数据分析比较可得，粉煤灰的加入量对干燥剂的影响较为明显，各温度下随着粉煤灰的加入量的增加，其吸湿率都呈现上升趋势，但是随着温度的上升干燥剂的吸湿率普遍呈现下降趋势，说明单纯添加添加剂粉煤灰或花生壳粉，在500℃下其吸湿率达到最佳。
同理，以上数据表明，贝壳粉同花生壳粉、粉煤灰一样，都是加入量及焙烧温度为影响其吸湿性的主要因素，但是贝壳粉随着温度的升高，吸湿率反而上升。由此可知，要将陶泥土、粉煤灰、花生壳粉、贝壳粉调配到适宜的比例，还需要结合适宜的温度，因为组分配比、温度并不是呈正比关系。
为证明焙烧温度对成品质量的影响，发明人还做了不同焙烧条件下试样的XRD表征测试，具体如图2、图3、图4所示，随着焙烧温度的上升，样品中的碳酸钙发生了晶型的转变，由原先的碳酸钙转变为方解石结构碳酸钙或氧化钙，但是在一定的高温下，氧化钙与二氧化硅和氧化铝结合成其他化合物；随着焙烧温度的升高，样品二氧化硅的含量也发生了变化，二氧化硅部分转化成了莫来石，二氧化硅含量总体下降，影响了样品的吸湿性能。综合考虑，在焙烧步骤中，因考虑各成分的转化，本发明的焙烧温度控制在300-700℃为宜；而较优的条件是在500-700℃。
发明人在研制过程中，还做了同时加入不同比例添加剂(粉煤灰、贝壳粉、花生壳粉)的试验：取2g陶泥土，按照表5中比例混合后，焙烧4h，得到混合样，再取1g混合样放置72h做吸湿率试验；具体实验数据均基于以下比例表，即表5：
表5添加剂加入比例表
在较优的500℃、600℃、700℃的焙烧条件下，由表5的各组配比制备得到试样，称取试样1g进行吸湿率测试，在各组试验中选取吸湿率结果最优的三组：3组、6组、7组进行数据对比，根据数据分析温度对混合陶泥土的影响；具体见表6和图5。
表6不同比例添加剂试样在不同温度焙烧下的吸湿率
由表6的数据分析得出混合干燥剂的最佳焙烧条件为500℃4h，添加剂质量比例最佳为陶泥土：粉煤灰：贝壳粉：花生壳粉＝1：0.8：0.1：0.1，即图5中①。
本发明的陶泥混合干燥剂的再生方法，包括如下步骤：将使用后的陶泥混合干燥剂放入烘箱中，在120-200℃下进行烘烤1-2h即可。
再生能力验证：取实施例13制得的样品进行再生试验，试验步骤：将吸湿后的干燥剂放置于120℃下烘干2h，取出再次测定吸湿率；结果见表7和图6。
表7
再生次数 吸湿率/％
0 33.0
1 32.3
2 32.5
3 32.4
结果分析：如表7和图6所示，当样品经过3次再生后，与初始样品的吸湿率差别不大，说明本发明制备的陶泥混合干燥剂的再生能力强，其吸附性及解吸能力好，能够快速再生，即使重复再生后也依然能保持良好的吸湿性，能大大降低成本，具有很好的商业价值。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限制本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种陶泥混合干燥剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土50-150份，粉煤灰10-120份，碳酸盐10-100份，农业废弃物10-100份。
2.如权利要求1所述的陶泥混合干燥剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土90-110份，粉煤灰70-90份，碳酸盐10-20份，农业废弃物10-20份。
3.如权利要求1所述的陶泥混合干燥剂，其特征在于：所述碳酸盐为贝壳、鸡蛋壳中的一种或两者组合。
4.如权利要求3所述的陶泥混合干燥剂，其特征在于：所述农业废弃物为秸秆、花生壳、果壳、枯树叶中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的陶泥混合干燥剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：陶泥土100份，粉煤灰80份，贝壳10份，花生壳10份。
6.一种权利要求1所述陶泥混合干燥剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将原料陶泥土、粉煤灰、碳酸盐、农业废弃物分别放入烘箱中，在110-130℃下烘干1-3h后，粉碎过80-120目筛；
S2、按照原料重量份数称取步骤S1制得的各原料，并混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料放入马弗炉中，在300-700℃下进行焙烧3-6h后，得到陶泥混合干燥剂。
7.如权利要求6所述陶泥混合干燥剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述烘干是在120℃烘2h；步骤S3中，所述焙烧是在500℃焙烧4h。
8.一种权利要求1-7任一项所述陶泥混合干燥剂的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：将使用后的陶泥混合干燥剂放入烘箱中，在120-200℃下烘1-2h即可。
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