CN110790975A - 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法 - Google Patents

一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110790975A
CN110790975A CN201911211660.3A CN201911211660A CN110790975A CN 110790975 A CN110790975 A CN 110790975A CN 201911211660 A CN201911211660 A CN 201911211660A CN 110790975 A CN110790975 A CN 110790975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
dehumidifying material
water absorption
natural zeolite
static water
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
Application number
CN201911211660.3A
Other languages
English (en)
Inventor
苏倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengde Petroleum College
Original Assignee
Chengde Petroleum College
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengde Petroleum College filed Critical Chengde Petroleum College
Priority to CN201911211660.3A priority Critical patent/CN110790975A/zh
Publication of CN110790975A publication Critical patent/CN110790975A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/04—Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
    • C08J2201/048—Elimination of a frozen liquid phase
    • C08J2201/0484—Elimination of a frozen liquid phase the liquid phase being aqueous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法。本发明通过将无机多孔材料天然沸石与有机高分子复合制备成复合凝胶，通过冷冻干燥的方式制备成多孔海绵状结构，并利用无机盐进行二次改性处理，最终获得具有高静态吸水量的除湿材料。采用本发明的除湿材料可以在宽相对湿度环境(30‑90％)具有较高的水静态吸附量，可以达到55‑122％，本发明中采用天然沸石避免了人工沸石在合成过程中可能产生的环境污染。

Description

一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法
技术领域
本发明属于空气除湿技术领域，具体涉及一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法。
背景技术
在空气除湿领域，利用无机多孔材料(如硅胶、活性氧化铝、分子筛等具有微观孔结构的材料)对水的“吸附-脱附”实现封闭环境空气相对湿度的调节具有广泛的应用，按实现结构不同主要分为吸附床除湿和转轮除湿设备两大类。这两类除湿设备是通过将无机多孔材料压制成具有宏观孔道的除湿材料，如硅胶、蜂窝活性氧化铝等，或将无机多孔材料涂覆到具有宏观孔道结构载体表面制成，如多孔陶瓷载体表面涂覆分子筛制备的除湿材料等。
无机多孔材料制备的除湿材料可实现对封闭环境的吸附除湿，尤其是利用分子筛制备的除湿材料，在低相对湿度(相对湿度≥30％)环境下仍可进行除湿工作。但无机多孔材料存在对水的静态吸附量低的问题，导致其应用的吸附床或转轮除湿设备规模较大，一定程度限制了应用。
转轮除湿是多年国内外所常用的一种空气除湿设备，转轮设置于转轮除湿机内，主要对处理空气进行吸湿处理，当处理空气通过转轮上的处理区后，被再生风机鼓动至转轮的再生区并形成再生空气。现有的除湿转轮，大多是在普通纤维纸、石棉纤维、玻璃纤维或陶瓷纤维纸所制成的蜂巢状载体上附着硅胶、沸石分子筛或活性氧化铝作为除湿转轮的除湿剂，处理风机和再生风机的风口均通过转轮上的蜂窝状结构实现进风和出风，使空气得以循环。
现有技术公开了多种转轮除湿机用吸湿剂以及在转轮上复合吸湿剂的方法，目前采用的普遍方法是烧结法，即将转轮在吸湿剂中浸渍后烧结，但是这种方法得到的除湿转轮的除湿能力不高而且寿命比较低，不利于工业上的使用。另外，还公开了通过涂布硅酸钠水溶液的无机纤维膜与硫酸盐复分解制备除湿转轮的方法，但是，该方法需要在溶液中进行，由于溶液的扩散作用，导致得到的硅酸盐薄膜存在厚度不均一，结构松散等缺点。
目前，应用与吸附床或转轮除湿设备上采用无机多孔材料压制的具有宏观孔道的除湿材料在相对湿度(30-80％)环境中对水的静态吸附量较低，约15-40％。采用无机多孔材料涂覆到具有宏观孔道载体表面制成的复合多孔陶瓷等除湿材料对水的静态吸附量会进一步降低。因此，导致这类除湿剂的体积规模较大，单机除湿容量较低。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法，本发明通过将无机多孔材料天然沸石与有机高分子复合制备成复合凝胶，通过冷冻干燥的方式制备成多孔海绵状结构，并利用无机盐进行二次改性处理，最终获得具有高静态吸水量的除湿材料。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎，加入到去离子水中进行高速匀浆0.5-1h，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将氢氧化钠溶液缓慢的滴加到丙烯酸中，得到中和度为50-90％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入交联剂，搅拌0.4-0.6h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取一定量的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.3-0.7h，得到沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将引发剂加入1-3ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在200-1000rpm转速下搅拌3-7min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系加入到模具中，待凝胶完全，冷冻至-10℃～-50℃，真空冷冻干燥，得到海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为30-80℃的无机盐溶液60-120min，用去离子水洗涤3-5次，在100-110℃下烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
目前两类吸附除湿设备，吸附床和除湿转轮都是通过先吸附后脱附的形式实现对封闭环境中的水分的脱除。因此对使用的除湿材料的要求，不仅仅是具有较强的吸附环境中水的能力和容量，而且要求在热脱附过程中的能耗更低。
常用的硅胶、蜂窝活性氧化铝等除湿材料主要是通过其孔结构对环境中的水分进行吸附，这一过程主要是物理吸附，吸附容量相对较小，但热脱附较易，能耗较低。有机高分子除湿材料相比无机多孔材料的主要优势是静态吸水量较高，其含有的基团极性越强吸湿能力越强，但其吸附的水很难热脱附，热脱附需要能耗高，难以进行吸附床和除湿转轮的应用。
本发明通过将无机多孔材料天然沸石与有机高分子复合制备成复合凝胶，通过冷冻干燥的方式制备成多孔海绵状结构，并利用无机盐进行二次改性处理，最终获得具有高静态吸水量的除湿材料，同时可实现典型热脱附工况的高水脱附率。
首先制备了一种天然沸石-聚丙烯酸钠复合物，利用固定模型冷冻干燥获得了具有宏观孔道的海绵状结构，沸石颗粒暴露于聚丙烯酸钠形成海绵骨架表面，提高了复合物的表面积，保留了沸石在低相对湿度下高效吸附水的特性。
然后，利用无机盐对海绵状复合物进行二次改性，无机盐在复合物表面形成大量微粒，增大了复合物表面的比表面积和孔容，表面的无机盐与水形成水合物，进一步促进水分子传输进入沸石孔道和聚合物骨架中，提高了静态吸水量。
第三，进入到聚丙烯酸钠骨架内部的无机盐遇水电离后提高体系的离子浓度，加大了与外环境的渗透压差，加速水分子进入体系内部。在一系列协同增效作用下提高了水的静态吸附量。
此外，相对较高的交联度以及海绵状的结构，降低了聚丙烯酸钠骨架中水分子脱附所需能量，整体复合除湿材料在典型工况中(热脱附温度100℃，脱附时间5min，环境相对湿度60％)，水分脱附率可达94％以上，满足除湿转轮和除湿吸附床的使用需求。
本发明中的天然沸石选择斜发沸石，但不仅局限于此，也可以是其他的天然沸石。
进一步的，步骤(1)中高速匀浆速度为8000-20000rpm。
进一步的，步骤(1)中天然沸石粉碎粒径至80-800目。
进一步的，步骤(1)中天然沸石粉的分散液中天然沸石粉的浓度为10-70％。
进一步的，步骤(2)中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为15-25％。
进一步的，步骤(2)中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20％。
进一步的，步骤(2)中交联剂的质量为丙烯酸质量的0.01-0.1％。
进一步的，步骤(2)所述的交联剂为N-N’亚甲基双丙烯酰胺。
进一步的，步骤(3)中天然沸石粉的分散液的质量为沸石-单体混合液的20-80％。
进一步的，步骤(3)中高速匀浆速度为8000-20000rpm。
进一步的，步骤(4)中引发剂为水溶性自由基聚合引发剂。
进一步的，所述的引发剂为硫酸钾或过硫酸铵。
进一步的，步骤(4)引发剂的质量为丙烯酸单体质量的0.1-0.5％。
进一步的，步骤(6)中所述的无机盐溶液的质量浓度为10-40％，所述的无机盐溶液为CaCl2溶液、MgCl2溶液或NaCl溶液。
一种高静态吸水量除湿材料，由所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法制备而成。
进一步的，在相对湿度为30-90％的环境下，所述的除湿材料水的静态吸水量为55-122％。
进一步的，在相对湿度为81-90％的环境下，所述的除湿材料水的静态吸水量为104-121％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)通过本发明的方法首先制备了一种天然沸石-聚丙烯酸钠复合物，利用固定模型冷冻干燥获得了具有宏观孔道的海绵状结构，沸石颗粒暴露于聚丙烯酸钠形成海绵骨架表面，提高了复合物的表面积，保留了沸石在低相对湿度下高效吸附水的特性；利用无机盐对海绵状复合物进行二次改性，无机盐在复合物表面形成大量微粒，增大了复合物表面的比表面积和孔容，表面的无机盐与水形成水合物，进一步促进水分子传输进入沸石孔道和聚合物骨架中，提高了静态吸水量；进入到聚丙烯酸钠骨架内部的无机盐遇水电离后提高体系的离子浓度，加大了与外环境的渗透压差，加速水分子进入体系内部，在一系列协同增效作用下提高了水的静态吸附量；此外，相对较高的交联度以及海绵状的结构，降低了聚丙烯酸钠骨架中水分子脱附所需能量，整体复合除湿材料在典型工况中(热脱附温度105℃，脱附时间5min，环境相对湿度60％)，水分脱附率可达94％以上，满足除湿转轮和除湿吸附床的使用需求；同时，制备的除湿材料无需额外载体，提高了吸附床或转轮除湿设备的效率和单机除湿量；
(2)现有技术中应用在吸附床或转轮除湿设备上的除湿材料多为无机多孔材料，采用无机多孔材料压制的具有宏观孔道的除湿材料在相对湿度(30-80％)环境中对水的静态吸附量较低，约15-40％，而采用本发明的除湿材料可以在宽相对湿度环境(30-90％)具有较高的水静态吸附量，可以达到55-122％；另外，通过定制冷冻干燥固定模型可直接除湿材料应用与吸附床或转轮除湿设备，无需二次压制或涂覆到载体表面，本发明中采用天然沸石避免了人工沸石在合成过程中可能产生的环境污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的高静态吸水量除湿材料的实物图；
图2是本发明实施例1制备的未经无机盐改性的复合海绵状产物的局部扫描电镜图；
图3是本发明实施例1制备的高静态吸水量除湿材料局部扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例公开了一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎至800目备用，取70g粉碎的天然沸石加入到30g去离子水中进行高速匀浆0.5h，形成70％的沸石分散液，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将质量分数为20％的氢氧化钠溶液缓慢的滴加到70g丙烯酸中，得到中和度为80％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入0.007g交联剂N-N’亚甲基双丙烯酰胺，搅拌0.5h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取80g浓度为70％的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.5h，得到沸石粉占单体质量比80％的沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将0.07g过硫酸钾加入2ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在800rpm转速下搅拌5min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系倒入长×宽×高＝50mm×50mm×30mm，内部均匀分布有4根直径10mm圆柱结构的模具，静置9h凝胶完全，将上述铸膜进行-20℃冷冻干燥12h，即得具有10mm宏观孔道的复合海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为50℃，质量浓度为30％的CaCl2溶液中60min，用去离子水洗涤3次，然后在105℃烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
本实施例制备的高静态吸水量除湿材料的实物图如图1所示，海绵状产物未经无机盐改性处理时的局部扫描电镜图如图2所示，所述的高静态吸水量除湿材料的局部扫描电镜图如图3所示。
由图2可以看出，聚丙烯酸钠经冷冻干燥后形成较为连续的膜，天然沸石粉微粒分布在膜的表面或半包埋其中，此外，膜表面还分布有直径约0.2μm的凹坑，是冷冻干燥形成，增加了复合物表面比表面积。
由图3可以看出，经过无机盐改性处理后，表面形成大量无机盐微小颗粒，粒径分布0.1μm～0.4μm。进一步增大了比表面积和孔容。无机盐微小粒子紧密覆盖在复合物表面，当吸附水分子时，表面的无机盐与水形成水合物，进一步促进水分子传输进入沸石孔道和聚合物骨架中，提高了静态吸水量。
实施例2
本实施例公开了一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎至80目备用，取10g粉碎的天然沸石加入到90g去离子水中进行高速匀浆0.75h，形成10％的沸石分散液，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将质量分数为15％的氢氧化钠溶液缓慢的滴加到70g丙烯酸中，得到中和度为50％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入0.0315g交联剂N-N’亚甲基双丙烯酰胺，搅拌0.4h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取140g浓度为10％的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.3h，得到沸石粉占单体质量比20％的沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将0.21g过硫酸铵加入1ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在200rpm转速下搅拌7min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系倒入长×宽×高＝50mm×50mm×30mm，内部均匀分布有4根直径10mm圆柱结构的模具，静置9h凝胶完全，将上述铸膜进行-10℃冷冻干燥12h，即得具有宏观孔道的复合海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为30℃，质量浓度为10％的MgCl2溶液中90min，用去离子水洗涤4次，然后在100℃烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
本实施例制备的除湿材料的实物图和局部扫描电镜图与实施例1基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
实施例3
本实施例公开了一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎至440目备用，取40g粉碎的天然沸石加入到60g去离子水中进行高速匀浆0.75h，形成40％的沸石分散液，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将质量分数为18％的氢氧化钠溶液缓慢的滴加到70g丙烯酸中，得到中和度为70％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入0.049g交联剂N-N’亚甲基双丙烯酰胺，搅拌0.5h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取87.5g浓度为40％的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.5h，得到沸石粉占单体质量比50％的沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将0.28g过硫酸铵加入3ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在600rpm转速下搅拌5min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系倒入长×宽×高＝50mm×50mm×30mm，内部均匀分布有4根直径10mm圆柱结构的模具，静置9h凝胶完全，将上述铸膜进行-30℃冷冻干燥12h，即得具有宏观孔道的复合海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为80℃，质量浓度为40％的NaCl溶液中120min，用去离子水洗涤5次，然后在110℃烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
本实施例制备的除湿材料的实物图和局部扫描电镜图与实施例1基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
实施例4
本实施例公开了一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎至800目备用，取60g粉碎的天然沸石加入到40g去离子水中进行高速匀浆1h，形成60％的沸石分散液，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将质量分数为25％的氢氧化钠溶液缓慢的滴加到70g丙烯酸中，得到中和度为90％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入0.07g交联剂N-N’亚甲基双丙烯酰胺，搅拌0.6h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取93.3g浓度为60％的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.7h，得到沸石粉占单体质量比80％的沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将0.35g过硫酸铵加入3ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在1000rpm转速下搅拌3min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系倒入长×宽×高＝50mm×50mm×30mm，内部均匀分布有4根直径10mm圆柱结构的模具，静置9h凝胶完全，将上述铸膜进行-50℃冷冻干燥12h，即得具有宏观孔道的复合海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为40℃，质量浓度为25％的CaCl2溶液中80min，用去离子水洗涤5次，然后在108℃烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
本实施例制备的除湿材料的实物图和局部扫描电镜图与实施例1基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
对比例1
本对比例除湿材料的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，步骤(5)中干燥采用温度为50℃的高温干燥。
对比例2
本对比例除湿材料的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，不加沸石，只进行聚丙烯酸钠聚合反应，参数及条件与实施例1相同。
对比例3
本对比例除湿材料的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，将步骤(6)中的无机盐替换为去离子水。
试验例1
分别对实施例1-4和对比例1-3制备的除湿材料在20℃的温度下，测定不同的相对湿度下除湿材料对水的静态吸附量，结果如表1所示。
表1
样品 相对湿度为30％ 相对湿度为60％ 相对湿度为81％ 相对湿度为90％
实施例1 61％ 86％ 104％ 121％
实施例2 58％ 84％ 102％ 117％
实施例3 60％ 85％ 103％ 120％
实施例4 59％ 83％ 100％ 119％
对比例1 42％ 59％ 63％ 74％
对比例2 24％ 29％ 31％ 32％
对比例3 43％ 62％ 68％ 79％
从表1中可以看出，采用本发明的方法制备的除湿材料在相对湿度为30-90％下具有较高的水静态吸附量，从对比例1与实施例1-4的数据可以看出，当采用高温干燥材料时的水的静态吸附量较低，这是由于低温冷冻干燥使得制备的除湿材料具有宏观孔道结构，保留了沸石的高效吸附水的特性。从对比例2与实施例1-4的数据中可以看出，不添加沸石时，水的静态吸附量显著降低。从对比例3与实施例1-3的数据可以看出，不采用无机盐改性处理，水的静态吸附量降低，这样由于经过无机盐改性处理后，无机盐在复合物表面形成大量微粒，增大了复合物表面的比表面积和孔容，表面的无机盐与水形成水合物，进一步促进水分子传输进入沸石孔道和聚合物骨架中，提高了静态吸水量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)天然沸石粉的分散：将天然沸石进行粉碎，加入到去离子水中进行高速匀浆0.5-1h，得到天然沸石粉的分散液；
(2)单体溶液配制：将氢氧化钠溶液缓慢的滴加到丙烯酸中，得到中和度为50-90％的丙烯酸溶液，搅拌，冷却至室温，加入交联剂，搅拌0.4-0.6h，得到单体溶液；
(3)沸石-单体混合液的配制：取一定量的天然沸石粉的分散液加入到单体溶液中，高速匀浆0.3-0.7h，得到沸石-单体混合液；
(4)聚合反应：将引发剂加入1-3ml去离子水中溶解得到引发剂溶液，将所述的引发剂溶液加入到沸石-单体混合液中，在200-1000rpm转速下搅拌3-7min，得到预凝胶体系；
(5)将预凝胶体系加入到模具中，待凝胶完全，冷冻至-10℃～-50℃，真空冷冻干燥，得到海绵状产物；
(6)将得到的海绵状产物浸入到温度为30-80℃的无机盐溶液60-120min，用去离子水洗涤3-5次，在100-110℃下烘干，即得到所述的高静态吸水量除湿材料。
2.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中天然沸石粉碎粒径至80-800目，优选的，匀浆速度为8000-20000rpm。
3.根据权利要求1或2所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中天然沸石粉的分散液中天然沸石粉的浓度为10-70％。
4.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为15-25％，优选的，质量分数为20％。
5.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中交联剂的质量为丙烯酸质量的0.01-0.1％，优选的，所述的交联剂为N-N’亚甲基双丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中天然沸石粉的分散液的质量为沸石-单体混合液的20-80％，优选的，匀浆速度为8000-20000rpm。
7.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中引发剂为水溶性自由基聚合引发剂，优选的，所述的引发剂为硫酸钾或过硫酸铵，更优选的，引发剂的质量为丙烯酸单体质量的0.1-0.5％。
8.根据权利要求1所述的高静态吸水量除湿材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的无机盐溶液的质量浓度为10-40％，所述的无机盐溶液为CaCl2溶液、MgCl2溶液或NaCl溶液。
9.一种高静态吸水量除湿材料，其特征在于，由权利要求1-8任意一项方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的高静态吸水量除湿材料，其特征在于，在相对湿度为30-90％的环境下，所述的除湿材料水的静态吸水量为55-122％，优选的，在相对湿度为81-90％的环境下，所述的除湿材料水的静态吸水量为104-121％。
CN201911211660.3A 2019-12-02 2019-12-02 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法 Pending CN110790975A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911211660.3A CN110790975A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911211660.3A CN110790975A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110790975A true CN110790975A (zh) 2020-02-14

Family

ID=69447146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911211660.3A Pending CN110790975A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110790975A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112210036A (zh) * 2020-09-15 2021-01-12 国投盛世承德科技股份有限公司 一种沸石超强吸水材料及其制备方法
CN114196154A (zh) * 2021-12-31 2022-03-18 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-AuCr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN114259953A (zh) * 2021-12-31 2022-04-01 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-Cr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN116139831A (zh) * 2023-01-04 2023-05-23 西北师范大学 一种用于吸附式大气集水的复合吸湿材料及其制备方法和应用
CN116693928A (zh) * 2023-05-17 2023-09-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种光热吸湿聚合物凝胶及其制备方法与应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003088554A (ja) * 2001-09-19 2003-03-25 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸収体およびそれを用いた吸収性物品
EP1969017A2 (de) * 2005-12-29 2008-09-17 Basf Se Herstellung eines wasserabsorbierenden harzes unter einmischen eines teilchenförmigen additivs
CN102120175A (zh) * 2010-12-30 2011-07-13 北京工业大学 一种提高硅藻土调湿性的方法
CN102964618A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种多孔球型复合调湿剂的制备方法
WO2015163522A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Songwon Industrial Co., Ltd. Post treatment of surface-crosslinked water-absorbent polymer particles employing an additive
CN107602766A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 纤维素基吸水性凝胶及其制备方法
CN109503868A (zh) * 2018-11-16 2019-03-22 浙江工业大学 一种环境友好型高抗菌高吸水性树脂及其制备方法
CN109534763A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 高康占 一种干燥颗粒及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003088554A (ja) * 2001-09-19 2003-03-25 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸収体およびそれを用いた吸収性物品
EP1969017A2 (de) * 2005-12-29 2008-09-17 Basf Se Herstellung eines wasserabsorbierenden harzes unter einmischen eines teilchenförmigen additivs
CN102120175A (zh) * 2010-12-30 2011-07-13 北京工业大学 一种提高硅藻土调湿性的方法
CN102964618A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种多孔球型复合调湿剂的制备方法
WO2015163522A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Songwon Industrial Co., Ltd. Post treatment of surface-crosslinked water-absorbent polymer particles employing an additive
CN107602766A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 纤维素基吸水性凝胶及其制备方法
CN109534763A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 高康占 一种干燥颗粒及其应用
CN109503868A (zh) * 2018-11-16 2019-03-22 浙江工业大学 一种环境友好型高抗菌高吸水性树脂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
舒小伟等: "水溶液法制备高岭土/聚丙烯酸－丙烯酰胺超吸水性树脂的研究", 《中国粉体技术》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112210036A (zh) * 2020-09-15 2021-01-12 国投盛世承德科技股份有限公司 一种沸石超强吸水材料及其制备方法
CN114196154A (zh) * 2021-12-31 2022-03-18 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-AuCr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN114259953A (zh) * 2021-12-31 2022-04-01 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-Cr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN116139831A (zh) * 2023-01-04 2023-05-23 西北师范大学 一种用于吸附式大气集水的复合吸湿材料及其制备方法和应用
CN116693928A (zh) * 2023-05-17 2023-09-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种光热吸湿聚合物凝胶及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110790975A (zh) 一种高静态吸水量除湿材料及其制备方法
CN107029668A (zh) 一种蜂窝型分子筛‑活性炭复合吸附剂、制备方法及其应用
CN113750978B (zh) 一种多孔复合材料及其制备和应用
CN104289179A (zh) 一步炭化活化制备凹凸棒石/碳复合材料吸附剂的方法
CN111359582A (zh) 一种石墨烯复合气凝胶除甲醛材料及制备方法
CN101362072A (zh) 脱除二氧化碳中微量苯的吸附剂及制备方法
CN106000299B (zh) 一种羊毛活性炭负载型吸附剂的制备方法
CN108295842A (zh) 一种用于空气净化器的复合光催化材料
CN104056616A (zh) 一种纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶光催化剂的制备方法
CN103196188A (zh) 一种转轮除湿装置
CN107510991A (zh) 一种空气净化用环保型滤料及其制备方法
CN102233267A (zh) 一种整体型光催化剂及其制备方法
CN107262048B (zh) 细菌纤维素复合吸湿剂的低温再生除湿材料
CN203797852U (zh) 恒温恒湿型转轮除湿机
CN203798110U (zh) 一种转轮式锂离子电池的电芯与极片烘干装置
CN106178850A (zh) 一种用作超低露点除湿转轮制作的吸附剂粘结方法
CN108355424B (zh) 空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法
CN203190534U (zh) 一种转轮除湿装置
RU2481154C1 (ru) Способ получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов
CN110711561A (zh) 一种含有贝壳粉的新型空气净化颗粒及其制备方法
CN114392723A (zh) 一种二氧化碳吸附剂及其制备方法、活化再生方法及应用
CN109603781A (zh) 一种吸附剂及其制备方法和应用
CN113680334A (zh) 一种二氧化碳吸附剂及其制备方法和应用
CN105017556B (zh) 一种能清除颗粒物污染的离子化骨架聚合物及其制备方法
Mou et al. Efficient and multi-functional integrated iodine adsorption air filter for iodine aerosol purification

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200214

RJ01 Rejection of invention patent application after publication