RU2481154C1 - Method of producing flexible composite active sorbents - Google Patents

Method of producing flexible composite active sorbents Download PDF

Info

Publication number
RU2481154C1
RU2481154C1 RU2011139686/05A RU2011139686A RU2481154C1 RU 2481154 C1 RU2481154 C1 RU 2481154C1 RU 2011139686/05 A RU2011139686/05 A RU 2011139686/05A RU 2011139686 A RU2011139686 A RU 2011139686A RU 2481154 C1 RU2481154 C1 RU 2481154C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flexible composite
sorption
adsorbent
solvent
molding
Prior art date
Application number
RU2011139686/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Федорович Гладышев
Тамара Викторовна Гладышева
Борис Викторович Путин
Сергей Борисович Путин
Леонид Эдуардович Козадаев
Юрий Анатольевич Ферапонтов
Людмила Леонидовна Ферапонтова
Эдуард Ильич Симаненков
Юрий Иванович Головин
Вячеслав Валерьевич Родаев
Абакар Рабаданович Абакаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита")
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина")
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 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита"), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита")
Priority to RU2011139686/05A priority Critical patent/RU2481154C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481154C1 publication Critical patent/RU2481154C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to method of producing active sorbents. Proposed method comprises mixing the powder of zeolite or silica gel or combination thereof with polymer solution to form obtained composition to final product of preset geometry. Solution of ethylene fluorine derivatives (that of Teflon) in ketone is fed for mixing with powder. Forming is performed by electrostatic spinning in air at 25°-50°C. After forming, thermal treatment is conducted in vacuum at 70-120°C.
EFFECT: high kinetic parameters of sorbate mass transfer, sorption capacity and modulus of elasticity.
3 cl, 8 ex, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов.The invention relates to methods for producing flexible composite sorption-active materials.

Композиционные сорбционно-активные материалы (КСАМ) относятся к материалам матричного строения, т.к. они обычно состоят из пластичной основы - матрицы и включения - наполнителей, доступных для смешения и последующего формования. Матрица выполняет роль связующего компонента материала, определяющего его прочность и пластичность как единого целого при воздействии механических, гидравлических и других нагрузок. В случае КСАМ роль наполнителей выполняют сорбционно-активные материалы (наряду с ними могут присутствовать добавки, активирующие материал или придающие ему специфические свойства). Их состав, структура, дисперсность, содержание в композиции не только определяют адсорбционные свойства КСАМ, но и влияют на механические свойства (например, прочность, жесткость, гибкость и др.) материала. Достоинства и перспективность использования КСАМ определяются тем, что они зачастую обладают свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих компонентов.Composite sorption-active materials (CSAM) are materials of the matrix structure, because they usually consist of a plastic base - matrix and inclusion - fillers available for mixing and subsequent molding. The matrix acts as a binder component of the material, which determines its strength and ductility as a whole under the influence of mechanical, hydraulic and other loads. In the case of CSAM, the role of fillers is played by sorption-active materials (additives may also be present that activate the material or impart specific properties to it). Their composition, structure, dispersion, and content in the composition not only determine the adsorption properties of CSAM, but also affect the mechanical properties (for example, strength, stiffness, flexibility, etc.) of the material. The advantages and prospects of using CSAM are determined by the fact that they often possess properties that none of the component components possess.

Однако правильно подобрать материалы матрицы, адсорбента-наполнителя и технологические параметры изготовления КСАМ, позволяющих получать адсорбирующий материал, обладающий требуемыми параметрами для решения конкретной технической задачи, на практике оказывается довольно непросто [Федоров Н.Ф., Ивахнюк Г.К., Бабкин О.Э. // ЖПХ. 1990. Т.63. Вып.4, С.787-791., Григорьева Л. В. Получение, свойства и применение композиционных сорбирующих изделий на основе минеральных сорбентов. Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб. 2001. 18 с., Mamunya Ye.P., Shtompel V.I., Lebedev E.V. et al. // Eur. Polym. J. 2004. N 10. P.2323-2331.]. Например, для использования адсорбирующих материалов в системах разделения и осушки газов, работающих по принципу PSA (PSA - pressure swing adsorption - адсорбционный метод разделения газовых смесей, главная отличительная особенность которого в том, что циклы адсорбции и десорбции проводят при одной и той же температуре (Та≈Тд), но парциальное давление адсорбирующихся компонентов при адсорбции (Ра) больше, чем при десорбции (Рд) [Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск. Издательство СО РАН. 2004. 441 с.]), необходимы КСАМ, имеющие высокие значения кинетики массопереноса сорбата в процессе эксплуатации и устойчивые к воздействию механических и гидравлических нагрузок. Причем данные параметры должны оставаться практически неизменными на протяжении эксплуатации КСАМ в многократных циклах сорбция - десорбция.However, it’s quite difficult to choose the right materials for the matrix, adsorbent-filler, and technological parameters for the manufacture of KSAM, which make it possible to obtain adsorbent material that has the required parameters to solve a specific technical problem [Fedorov NF, Ivakhnyuk GK, Babkin O. E. // ZhPKh. 1990.V. 63. Issue 4, S.787-791., Grigoryeva L. V. Production, properties and application of composite sorbent products based on mineral sorbents. Abstract. dis. Cand. tech. sciences. SPb. 2001.18 p., Mamunya Ye.P., Shtompel VI, Lebedev EV et al. // Eur. Polym. J. 2004. N 10. P.2323-2331.]. For example, for the use of adsorbent materials in gas separation and drying systems operating on the basis of the PSA principle (PSA - pressure swing adsorption - an adsorption method for separating gas mixtures, the main distinguishing feature of which is that the adsorption and desorption cycles are carried out at the same temperature ( T ≈T and d), but the partial pressure of the adsorbed components during adsorption (P a) greater than when desorption (P d) [Fenelonov VB Introduction to physical chemistry of forming supramolecular structures of adsorbents and catalysts. Novosib DGC. Publisher RAS. 2004. 441 pp.]) needed CCAY having high values of the mass transfer kinetics of sorbate in the operation and resistant to mechanical and hydraulic loads. Moreover, these parameters should remain virtually unchanged during the operation of KSAM in multiple sorption - desorption cycles.

Кроме того, для некоторых областей техники, например, для холодильных установок, пищевой промышленности, медицины, электроники, систем жизнеобеспечения человека в экстремальных ситуациях и др., в силу специфики использования необходимы гибкие адсорбирующие материалы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками. Такие материала особенно необходимы, когда они являются неотъемлемой частью картриджей с осушителями, или поглотителями различных газов, либо крепятся к элементам материала, имеющим не плоскую поверхность (например, адсорбирующий материал должен быть размещен внутри либо снаружи корпуса сложной геометрической конфигурации), что известно специалистам, работающим в данной области техники.In addition, for some areas of technology, for example, for refrigeration plants, food industry, medicine, electronics, human life support systems in extreme situations, etc., due to the specifics of their use, flexible adsorbent materials with high performance characteristics are required. Such materials are especially necessary when they are an integral part of cartridges with desiccants, or absorbers of various gases, or are attached to material elements that have a non-flat surface (for example, adsorbent material must be placed inside or outside the case of complex geometric configuration), which is known to specialists, working in the art.

Известен способ получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов, включающий смешение термопластичной полимерной матрицы и сорбционно активного материала (адсорбента) - наполнителя, нагревание полученной смеси выше температуры плавления полимерной матрицы и формование полученной суспензии (патент РФ №2380153, МПК B01J 20/28, 2010 г.). Формование производится либо экструзией, либо вытягиванием, либо отливкой дутьем. В качестве адсорбента-наполнителя используют активированный уголь, активированную глину, неорганические оксиды, алюмосиликаты (например, различные цеолиты), силикагели либо их комбинации. В качестве полимерной матрицы используют сложные эфиры простых полиэфиров, сополимер этилена и винилацетата, сополимер стирола и бутадиена или сополимер этилена и октена. При этом весовое соотношение адсорбент-наполнитель/полимерная матрица составляет (30-85)/(70-15). При реализации указанного способа используется предварительно активированный адсорбент-наполнитель (например, цеолит, прокаленный при температуре выше 600°С до остаточного влагосодержания менее 2% весовых). Данное условие делает необходимым проведения всех технологических операций в атмосфере, осушенной до значения точки росы ниже минус 40°С. После проведения всех перечисленных выше технологических операций производится нарезка и придание полученному материалу требуемой геометрической формы.A known method for producing flexible composite sorption-active materials, including mixing a thermoplastic polymer matrix and a sorption active material (adsorbent) - filler, heating the mixture above the melting temperature of the polymer matrix and molding the resulting suspension (RF patent No. 2380153, IPC B01J 20/28, 2010 g.). Molding is carried out either by extrusion, or by drawing, or by injection molding. Activated carbon, activated clay, inorganic oxides, aluminosilicates (for example, various zeolites), silica gels, or combinations thereof are used as an adsorbent filler. Polyester esters, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a copolymer of styrene and butadiene, or a copolymer of ethylene and octene are used as the polymer matrix. The weight ratio of the adsorbent-filler / polymer matrix is (30-85) / (70-15). When implementing this method, a pre-activated adsorbent filler is used (for example, zeolite calcined at a temperature above 600 ° C to a residual moisture content of less than 2% by weight). This condition makes it necessary to carry out all technological operations in the atmosphere, drained to a dew point below minus 40 ° C. After all the above technological operations are carried out, the cutting is carried out and the material obtained is given the required geometric shape.

Гибкий композиционный сорбционно-активный материал, полученный данным способом, имеет недостаточно высокую кинетику сорбции водяного пара и недостаточную сорбционную емкость на единицу массы, обусловленную высоким содержанием полимерной матрицы (от 15% до 30% весовых). Кроме того, гибкий композиционный сорбционно-активный материал характеризуется невысоким модулем упругости при изгибе и недостаточной устойчивостью к термическому воздействию, что не позволяет осуществлять продолжительную эксплуатацию композиционного сорбционно-активного материала при температуре выше 120°С.The flexible composite sorption-active material obtained by this method has insufficiently high kinetics of sorption of water vapor and insufficient sorption capacity per unit mass due to the high content of the polymer matrix (from 15% to 30% by weight). In addition, a flexible composite sorption-active material is characterized by a low modulus of elasticity in bending and insufficient resistance to thermal effects, which does not allow continuous operation of the composite sorption-active material at temperatures above 120 ° C.

При этом такой способ является технологически сложным. Это обусловлено необходимостью проведения всех технологических операций в условиях атмосферы с поддержанием постоянного состава газовой среды (концентрация паров воды должна соответствовать точке росы менее минус 40°С), что требует создания практически герметичной от окружающей среды технологической линии. Постоянное поддержание требуемого состава газовой среды предполагает использование достаточно сложного адсорбционного оборудования и больших затрат ресурсов (адсорберы водяного пара, линия для проведения стадии десорбции сорбентов и т.д., что хорошо известно специалистам, работающим в данной области техники). Отклонение от соблюдения данного технологического параметра в конечном счете негативно влияет на эксплуатационные характеристики получаемых гибких композиционных сорбционно-активных материалов (снижение сорбционной емкости и кинетики процессов массопереноса сорбатов).Moreover, this method is technologically complex. This is due to the need to carry out all technological operations in atmospheric conditions while maintaining a constant composition of the gaseous medium (the concentration of water vapor should correspond to a dew point of less than minus 40 ° C), which requires the creation of a production line that is practically leakproof from the environment. Continuous maintenance of the required composition of the gaseous medium involves the use of rather sophisticated adsorption equipment and high resource costs (water vapor adsorbers, a line for carrying out the desorption stage of sorbents, etc., which is well known to specialists working in this field of technology). Deviation from compliance with this technological parameter ultimately negatively affects the operational characteristics of the resulting flexible composite sorption-active materials (decrease in sorption capacity and kinetics of sorbate mass transfer processes).

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик гибких композиционных сорбционно-активных материалов.The objective of the invention is to improve the operational characteristics of flexible composite sorption-active materials.

Задача решается изобретением, по которому в способе получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов, включающем смешение порошка пористого адсорбирующего материала, в качестве которого используют цеолиты, силикагели либо их комбинации, с полимерным связующим и формование полученной композиции в изделие требуемой геометрической конфигурации, формование осуществляют методом электростатического прядения при температуре 25°-50°С. После формования проводят активацию гибких композиционных сорбционно-активных материалов в вакууме при остаточном давлении не более 5 мм рт.ст. и температуре 70-120°С до полного удаления растворителя, при этом в качестве полимерного связующего используют полимеры фторпроизводных этилена. Смешение исходных компонентов осуществляют при соотношении порошок пористого адсорбирующего материала/полимерное связующее, равном 70-95/30-5% весовых. Перед формованием в смесевую композицию из адсорбента и полимерного связующего вводят растворитель, выбранный из ряда кетонов, в количестве 7-30 мл на 1 грамм полимерного связующего.The problem is solved by the invention, in which, in a method for producing flexible composite sorption-active materials, comprising mixing a powder of a porous adsorbing material, using zeolites, silica gels, or a combination thereof, with a polymer binder and molding the resulting composition into a product of the desired geometric configuration, molding is carried out by the method electrostatic spinning at a temperature of 25 ° -50 ° C. After molding, the flexible composite sorption-active materials are activated in vacuum at a residual pressure of not more than 5 mm Hg. and a temperature of 70-120 ° C until the solvent is completely removed, while polymers of ethylene fluoro derivatives are used as the polymer binder. The mixture of the starting components is carried out at a ratio of the powder of the porous adsorbing material / polymer binder, equal to 70-95 / 30-5% by weight. Before molding, a solvent selected from a number of ketones in the amount of 7-30 ml per 1 gram of polymer binder is introduced into the mixed composition of the adsorbent and the polymer binder.

Предпочтительно в качестве растворителя используют ацетон. Возможно использование других кетонов, в частности метилэтил кетона, диэтил кетона и т.п., однако эти растворители имеют высокую стоимость. В результате увеличивается себестоимость получаемых КСАМ при неизменности эксплуатационных характеристик.Preferably, acetone is used as a solvent. It is possible to use other ketones, in particular methylethyl ketone, diethyl ketone and the like, however, these solvents have a high cost. As a result, the cost price of the obtained KSAM increases while the operational characteristics are unchanged.

Предпочтительно для приготовления композиции используют исходный порошкообразный адсорбент-наполнитель с дисперсностью от 1 мкм до 5 мкм.Preferably, for the preparation of the composition, an initial powdered adsorbent-filler with a dispersion of 1 μm to 5 μm is used.

Гибкие композиционные сорбционно-активные материалы, полученные по изобретению, обладают перед прототипом рядом эксплуатационных преимуществ:Flexible composite sorption-active materials obtained according to the invention have several operational advantages over the prototype:

более высокая кинетика сорбции водяного пара;higher kinetics of sorption of water vapor;

более высокая сорбционная емкость водяного пара на единицу массы;higher sorption capacity of water vapor per unit mass;

более высокий коэффициент использования равновесной динамической емкости;higher utilization of equilibrium dynamic capacity;

больший модуль упругости при изгибе;greater modulus of elasticity in bending;

более высокая устойчивость к термическому воздействию, что позволяет увеличить температуру продолжительной эксплуатации до 350°С.higher resistance to thermal effects, which allows to increase the temperature of continuous operation up to 350 ° C.

Заявляемое изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики гибких композиционных сорбционно-активных материалов по следующим обстоятельствам. Использование для получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов метода электростатического прядения позволяет существенно улучшить такие эксплуатационные характеристики КСАМ, как модуль упругости при изгибе, повышение кинетики процессов массопереноса сорбата в циклах сорбции - десорбции, снижение гидравлического сопротивления очищаемому газовому потоку за счет структуры получаемых КСАМ, по форме, аналогичной бусам, где бусины представляют собой частицы адсорбента-наполнителя, а роль нити (толщина порядка 0,5-1 мкм) - полимерная матрица. При этом в месте контакта с частицами адсорбента-наполнителя пленка полимерной матрицы из фторопласта не обладает сплошностью, что обеспечивает свободный доступ молекул адсорбата в объем КСАМ. Проницаемость полимерной матрицы обеспечивает сохранение емкостных характеристик полученных КСАМ на уровне исходного адсорбента-наполнителя. Данный вывод подтверждается результатами морфологических исследований полученных КСАМ с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). На Фиг.1 и Фиг 2 как пример представлены фотографии сегментов образца КСАМ (соотношение адсорбент-наполнитель/полимерная матрица равно 83/17), сделанные с помощью микроскопа Neon фирмы Carl Zeiss. На Фиг.1 фотография выполнена с увеличением в 3000 раз, на Фиг.2 с увеличением в 1000 раз. На фотографиях видно, что в полимерной матрице присутствует множество сквозных транспортных пор диаметром от 5 до 25 мкм. Адсорбент-наполнитель прочно закреплен в матрице, которая не блокирует его поры (макромолекулы связующего на порядок превосходят размер пор адсорбента), позволяя тем самым иметь доступ газа ко всему объему адсорбента и не вызывая при этом большого диффузионного сопротивления. Использование метода электростатического прядения позволяет увеличить количество адсорбента-наполнителя в готовых КСАМ до 95% весовых без существенного ухудшения их механических и реологических свойств.The claimed invention allows to improve the operational characteristics of flexible composite sorption-active materials for the following reasons. The use of the electrostatic spinning method to obtain flexible composite sorption-active materials can significantly improve KSAM operational characteristics such as bending elastic modulus, increasing the kinetics of sorbate mass transfer processes in sorption-desorption cycles, and reducing the hydraulic resistance of the cleaned gas stream due to the structure of the obtained KSAM a shape similar to beads, where the beads are particles of adsorbent-filler, and the role of the thread (thickness of the order of 0.5-1 microns) - polymer matrix. At the same time, at the point of contact with the adsorbent-filler particles, the fluoroplastic polymer matrix film does not have continuity, which ensures free access of adsorbate molecules to the CSAM volume. The permeability of the polymer matrix ensures the preservation of the capacitive characteristics of the obtained KSAM at the level of the initial adsorbent-filler. This conclusion is confirmed by the results of morphological studies of the obtained KSAM using scanning electron microscopy (SEM). Figure 1 and Figure 2 as an example presents photographs of segments of the XAM sample (adsorbent-filler / polymer matrix ratio 83/17), taken with a Carl Zeiss Neon microscope. In Fig.1, the photograph was taken with an increase of 3000 times, in Fig.2 with an increase of 1000 times. The photographs show that in the polymer matrix there are many through transport pores with a diameter of 5 to 25 microns. The adsorbent-filler is firmly fixed in the matrix, which does not block its pores (the binder macromolecules are an order of magnitude larger than the pore size of the adsorbent), thereby allowing gas to access the entire volume of the adsorbent without causing a large diffusion resistance. Using the electrostatic spinning method allows to increase the amount of adsorbent-filler in finished KSAM up to 95% by weight without significant deterioration of their mechanical and rheological properties.

Улучшение основных сорбционных характеристик полученных КСАМ по сравнению с гибкими композиционными сорбционно-активными материалами, полученными по патенту РФ №2380153, объясняется, по нашему мнению, увеличением кинетических параметров процессов массопереноса сорбата в циклах сорбция - десорбция.The improvement of the main sorption characteristics of the obtained KSAM in comparison with flexible composite sorption-active materials obtained according to the patent of the Russian Federation No. 2380153 is explained, in our opinion, by an increase in the kinetic parameters of sorbate mass transfer processes in the sorption - desorption cycles.

Содержание растворителя в смесевой композиции из адсорбента-наполнителя и полимерного связующего определяет не только реологические свойства получаемой суспензии, влияющие на продолжительность и интенсивность ее перемешивания для гомогенизирования, условия и способы ее формования, но и на устойчивость суспензии в гомогенном состоянии. Последнее крайне важно для получения однородных по своему составу КСАМ и снижения их дефектности. Кроме того, количество растворителя и размер его молекул оказывает существенное влияние на формирование вторичной пористой структуры КСАМ в процессе его удаления, что находится в тесной взаимосвязи с механическими свойствами КСАМ и кинетическими параметрами процессов массопереноса сорбата при их эксплуатации.The solvent content in the mixed composition of the adsorbent-filler and the polymer binder determines not only the rheological properties of the resulting suspension, affecting the duration and intensity of its mixing for homogenization, the conditions and methods of its formation, but also on the stability of the suspension in a homogeneous state. The latter is extremely important for obtaining CSAMs homogeneous in composition and reducing their defects. In addition, the amount of solvent and the size of its molecules have a significant effect on the formation of the secondary porous structure of KSAM during its removal, which is closely related to the mechanical properties of KSAM and the kinetic parameters of sorbate mass transfer during their operation.

Растворитель является порообразователем. При его удалении на стадии формования при температуре 25-50°С образуется множество сквозных транспортных пор диаметром до 10 мкм (вторичная пористая структура формованного сорбента), определяющих кинетику процесса массопереноса сорбата в циклах сорбции и десорбции. Количество растворителя, определенное экспериментальным путем, напрямую связано с морфологией вторичной пористой структурой КСАМ. Установленное оптимальное количество растворителя составляет 7-30 мл на 1 грамм полимерной матрицы. При соблюдении этих технологических параметров образующаяся вторичная пористая структура формованного сорбента выполняет функцию так называемого «молекулярного насоса», которая существенно улучшает кинетические параметры массопереноса сорбата. Особенно это проявляется при осушке газов, содержащих незначительное количество водяного пара.The solvent is a blowing agent. When it is removed at the molding stage at a temperature of 25-50 ° С, a lot of through transport pores with a diameter of up to 10 μm (secondary porous structure of the molded sorbent) are formed, which determine the kinetics of the sorbate mass transfer process in sorption and desorption cycles. The amount of solvent determined experimentally is directly related to the morphology of the secondary porous structure of CSAM. The established optimal amount of solvent is 7-30 ml per 1 gram of polymer matrix. Subject to these technological parameters, the resulting secondary porous structure of the molded sorbent performs the function of the so-called “molecular pump”, which significantly improves the kinetic parameters of sorbate mass transfer. This is especially evident when drying gases containing a small amount of water vapor.

Снижение количества растворителя ниже указанного значения не только ухудшает адсорбционные и механические свойства КСАМ, но и усложняет процесс формования вследствие высокой вязкости суспензии. Первое может быть объяснено как уменьшением количества транспортных пор, образующихся при удалении растворителя (что вызывает рост диффузионного сопротивления и ведет к снижению кинетики массопереноса сорбата), так и неоднородностью структуры получаемых КСАМ вследствие неравномерного распределения частиц адсорбента в объеме полимерной матрицы. Увеличение количества растворителя выше указанного значения не приводит к кардинальному улучшению эксплуатационных характеристик КСАМ, однако отрицательно сказывается на их себестоимости и оказывает дополнительное негативное воздействие как на обслуживающий персонал, так и на окружающую среду.The decrease in the amount of solvent below the specified value not only affects the adsorption and mechanical properties of KSAM, but also complicates the molding process due to the high viscosity of the suspension. The first can be explained both by a decrease in the number of transport pores formed upon removal of the solvent (which causes an increase in diffusion resistance and leads to a decrease in the kinetics of mass transfer of the sorbate), and the heterogeneity of the structure of the obtained KSAM due to the uneven distribution of adsorbent particles in the volume of the polymer matrix. An increase in the amount of solvent above the indicated value does not lead to a drastic improvement in the operational characteristics of KSAM, however, it negatively affects their cost and has an additional negative impact on both the operating staff and the environment.

Полученные по предложенному способу КСАМ обладают при нормальных условиях модулем упругости от 30 до 75 МПа. Данное значение модуля упругости достигается за счет соотношения исходных компонентов при приготовлении композиции адсорбент-полимерное связующее, а также используемых технологических приемов. Особенное значение имеет температура формования материала, которая определяет скорость удаления растворителя, который при этом выступает в качестве порообразователя. При температурах выше 50°С удаление растворителя происходит столь интенсивно, что в фторопластовой матрице образуются множество сквозных пор большого диаметра. Это, в свою очередь, негативно влияет на физико-механические свойства получаемого гибкого адсорбирующего материала: снижается модуль упругости, эластичность и т.д. Кроме того, на получение КСАМ с требуемым модулем упругости оказывают влияние дисперсные параметры исходного порошка адсорбента-наполнителя.KSAM obtained by the proposed method have, under normal conditions, an elastic modulus of 30 to 75 MPa. This value of the elastic modulus is achieved due to the ratio of the starting components in the preparation of the adsorbent-polymer binder composition, as well as the technological methods used. Of particular importance is the temperature of the molding of the material, which determines the rate of removal of the solvent, which at the same time acts as a blowing agent. At temperatures above 50 ° C, solvent removal is so intense that many through pores of large diameter are formed in the fluoroplastic matrix. This, in turn, negatively affects the physicomechanical properties of the resulting flexible absorbent material: elastic modulus, elasticity decreases, etc. In addition, dispersed parameters of the initial adsorbent-filler powder affect the production of CSAM with the required modulus of elasticity.

Полученные по предложенному способу гибкие КСАМ имеют температуру термической деструкции в температурном интервале от 350 до 370°С, что позволяет не только увеличить температуру продолжительной эксплуатации сорбента до 350°С, но и использовать полученные адсорбирующие материала многократно, т.е. проводить их практически полную регенерацию, чего нельзя добиться для адсорбирующих изделий, полученных по патенту РФ №2380153 (достаточно полная десорбция воды из большинства сорбентов на основе цеолитов происходит при термической регенерации при температуре не менее 300-330°С в вакууме при остаточном давлении 0,1 мм рт.ст. либо при простой термической регенерации при 400-450°С [Н.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. М.: Химия. 1976. 511 с.]).Flexible KSAM obtained by the proposed method have a temperature of thermal degradation in the temperature range from 350 to 370 ° C, which allows not only to increase the temperature of continuous operation of the sorbent to 350 ° C, but also to use the obtained adsorbing materials repeatedly, i.e. to carry out their almost complete regeneration, which cannot be achieved for adsorbent products obtained according to the patent of the Russian Federation No. 2380153 (a fairly complete desorption of water from most sorbents based on zeolites occurs during thermal regeneration at a temperature of at least 300-330 ° C in vacuum at a residual pressure of 0, 1 mm Hg or with simple thermal regeneration at 400-450 ° C [N.V. Keltsev. Fundamentals of adsorption technology. M: Chemistry. 1976. 511 p.]).

Также следует отметить, что в отличие от способа по патенту РФ №2380153, способ по изобретению осуществляется в атмосфере, не требующей предварительной осушки, поскольку активация полученного адсорбирующего материала происходит после смешения исходных компонентов и формования материала в требуемую геометрическую конфигурацию. Из технологической схемы исключается операция создания атмосферы с фиксированным содержанием водяного пара, что существенно снижает энергозатраты при получении единицы конечного продукта.It should also be noted that, in contrast to the method according to RF patent No. 2380153, the method according to the invention is carried out in an atmosphere that does not require preliminary drying, since the activation of the obtained adsorbent material occurs after mixing the starting components and molding the material into the desired geometric configuration. The operation of creating an atmosphere with a fixed water vapor content is excluded from the technological scheme, which significantly reduces energy consumption when obtaining a unit of the final product.

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Готовят исходную композицию, для чего 700 г порошкообразного цеолита NaX с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 300 г порошкообразного фторопласта (полимерное связующее) в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 70/30% весовых. К полученной смеси добавляют 6 л ацетона (из расчета 20 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы (прядильный раствор), после чего формуют методом электростатического прядения (например, на установке NANON-01A фирмы МЕСС Co.Ltd, Япония) на воздухе при температуре 25°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 25 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 5 см3/час на одну форсунку. В процессе формования также происходит удаление растворителя. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,5 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 70 - 120°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.An initial composition is prepared, for which 700 g of powdered zeolite NaX with a particle size of 1 μm to 6 μm are mixed with 300 g of powdered fluoroplastic (polymer binder) in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is 70/30% by weight. To the resulting mixture add 6 l of acetone (at the rate of 20 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass (spinning solution) is obtained, and then formed by electrostatic spinning (for example, on a NANON-01A installation from MESS Co. Ltd., Japan) in air at a temperature of 25 ° С when the potential difference between the emitter and the collector is 25 kV, the volumetric flow rate of the dope is about 5 cm 3 / hour per nozzle. Solvent removal also occurs during molding. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.5 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 70 - 120 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg. until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 2Example 2

Готовят исходную композицию, для чего 1500 г порошкообразного цеолита NaA с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 500 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 75/25% весовых. К полученной смеси добавляют 7,5 л ацетона (из расчета 15 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 45°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 30 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 4 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,7 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 170-220°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.An initial composition is prepared, for which 1500 g of powdered NaA zeolite with a particle size of 1 μm to 6 μm are mixed with 500 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is equal to 75/25% by weight. 7.5 l of acetone is added to the resulting mixture (based on 15 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then formed by electrostatic spinning in air at a temperature of 45 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 30 kV, the volumetric flow rate of the dope solution is about 4 cm 3 / h on one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.7 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 170-220 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg. until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 3Example 3

Готовят исходную композицию, для чего 435 г порошкообразного цеолита NaX с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 65 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 87/13% весовых. К полученной смеси добавляют 650 мл ацетона (из расчета 10 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 35°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 40 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 8 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,6 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 100-250°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.An initial composition is prepared, for which 435 g of powdered zeolite NaX with a particle size of 1 μm to 6 μm are mixed with 65 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is 87/13% by weight. 650 ml of acetone are added to the resulting mixture (based on 10 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then formed by electrostatic spinning in air at a temperature of 35 ° C at a potential difference between the emitter and collector of 40 kV, the volumetric flow rate of the dope solution is about 8 cm 3 / h on one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.6 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 100-250 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 4Example 4

Готовят исходную композицию, для чего 870 г порошкообразного силикагеля КСКГ с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 130 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 87/13% весовых. К полученной смеси добавляют 0,91 л ацетона (из расчета 7 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения в потоке воздуха при температуре 35°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 35 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 6 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,9 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 70-130°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.The initial composition is prepared, for which 870 g of powdered KSKG silica gel with a particle size of 1 μm to 6 μm are mixed with 130 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is 87/13% by weight. To the resulting mixture was added 0.91 L of acetone (based on 7 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then formed by electrostatic spinning in an air stream at a temperature of 35 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 35 kV, the volumetric flow rate of the dope solution is about 6 cm 3 / hour for one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.9 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 70-130 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 5Example 5

Готовят исходную композицию, для чего 2000 г порошкообразного силикагеля КСМГ с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 500 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 80/20% весовых. К полученной смеси добавляют 5 л ацетона (из расчета 10 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 35°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 35 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 4 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 1,0 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 200-300°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.An initial composition is prepared, for which 2000 g of powdered silica gel KSMG with a fineness of 1 μm to 6 μm are mixed with 500 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is equal to 80/20% by weight. To the resulting mixture add 5 l of acetone (at the rate of 10 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then molded by electrostatic spinning in air at a temperature of 35 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 35 kV, the volumetric flow rate of the spinning solution is about 4 cm 3 / h on one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 1.0 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 200-300 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 6Example 6

Готовят исходную композицию, для чего 2000 г порошкообразных цеолита NaX и силикагеля КСМГ при весовом соотношении 1/1 с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 550 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 78,5/21,5% весовых. К полученной смеси добавляют 16,5 л ацетона (из расчета 30 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 40°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 40 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 5 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 1,1 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 70-120°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.The initial composition is prepared, for which 2000 g of powdered zeolite NaX and silica gel KSMG with a weight ratio of 1/1 with a dispersion of 1 μm to 6 μm are mixed with 550 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is 78.5 / 21.5% by weight. To the resulting mixture was added 16.5 L of acetone (based on 30 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then formed by electrostatic spinning in air at a temperature of 40 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 40 kV, the volumetric flow rate of the dope solution is about 5 cm 3 / h on one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 1.1 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 70-120 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg. until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 7Example 7

Готовят исходную композицию, для чего 4000 г порошкообразных цеолита NaX и силикагеля КСМГ при весовом соотношении 1/1 с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 1100 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 78,5/21,5% весовых. К полученной смеси добавляют 12 л ацетона (из расчета 11 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 35°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 35 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 5,5 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,8 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 70 - 120°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.The initial composition is prepared, for which 4000 g of powdered zeolite NaX and silica gel KSMG with a weight ratio of 1/1 with a dispersion of 1 μm to 6 μm are mixed with 1100 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is 78.5 / 21.5% by weight. To the resulting mixture add 12 l of acetone (at the rate of 11 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, after which it is formed by electrostatic spinning in air at a temperature of 35 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 35 kV, the volumetric flow rate of the spinning solution is about 5.5 cm 3 / hour for one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.8 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 70 - 120 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg. until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Пример 8Example 8

Готовят исходную композицию, для чего 950 г порошкообразного цеолита NaX с дисперсностью от 1 мкм до 6 мкм смешивают с 50 г порошкообразного фторопласта в обычном смесителе. Соотношение порошок адсорбента-наполнителя/полимерное связующее равно 95/5% весовых. К полученной смеси добавляют 0,85 л ацетона (из расчета 17 мл ацетона на 1 г фторопласта). После полного растворения фторопласта полученную суспензию вновь перемешивают в этом же смесителе до получения однородной массы, после чего формуют методом электростатического прядения на воздухе при температуре 35°С при разности потенциалов между эмиттером и коллектором 40 кВ, объемном расходе прядильного раствора порядка 6 см3/час на одну форсунку. Толщина нити фторопластовой матрицы составляет ~ 0,9 мкм. Для увеличения скорости удаления растворителя в процессе формования возможен обдув формуемых КСАМ газом, например воздухом. После формования гибкий композиционный сорбционно-активный материал подвергают термообработке в вакууме при температуре 150-200°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. до полного удаления растворителя и воды из пор цеолита. После этого КСАМ готов к эксплуатации.An initial composition is prepared, for which 950 g of powdered zeolite NaX with a particle size of 1 μm to 6 μm are mixed with 50 g of powdered fluoroplastic in a conventional mixer. The ratio of the powder of the adsorbent-filler / polymer binder is equal to 95/5% by weight. To the resulting mixture add 0.85 L of acetone (at the rate of 17 ml of acetone per 1 g of fluoroplastic). After complete dissolution of the fluoroplastic, the resulting suspension is again mixed in the same mixer until a homogeneous mass is obtained, and then formed by electrostatic spinning in air at a temperature of 35 ° C with a potential difference between the emitter and collector of 40 kV, the volumetric flow rate of the spinning solution is about 6 cm 3 / h on one nozzle. The thickness of the yarn of the fluoroplastic matrix is ~ 0.9 μm. To increase the rate of removal of solvent during the molding process, blowing formed KSAM with gas, for example air, is possible. After molding, the flexible composite sorption-active material is subjected to heat treatment in vacuum at a temperature of 150-200 ° C and a residual pressure of 5 mm Hg until the solvent and water are completely removed from the pores of the zeolite. After that, KSAM is ready for operation.

Полученные по примерам 1-8 гибкие композиционные сорбционно-активные материалы были исследованы в статических и динамических условиях стандартными методами с целью определения сорбционной емкости на единицу массы и кинетических параметров процессов массопереноса сорбата (водяного пара) при различных условиях на протяжении 20 циклов сорбция - десорбция. Методом дифференциального термического анализа были определены температуры термической деструкции полученных гибких адсорбирующих изделий (температура продолжительной эксплуатации этих изделий находится в области на 10-15°С ниже температуры термической деструкции). Значения модуля упругости при изгибе определялись согласно европейскому стандарту EN 310. Указанные выше характеристики в аналогичных условиях были определены и у специально синтезированного по примеру 2, описанному в патенте РФ №2380153, гибкого композиционного сорбционно-активного материала, содержащего в качестве полимерной матрицы эфир простых полиэфиров (торговая марка Hytrel, 30% весовых), а в качестве адсорбента - кристаллит NaX (70% весовых). Результаты представлены в таблице.The flexible composite sorption-active materials obtained in Examples 1-8 were studied under static and dynamic conditions using standard methods to determine the sorption capacity per unit mass and kinetic parameters of the mass transfer of sorbate (water vapor) under various conditions for 20 sorption-desorption cycles. The method of differential thermal analysis was used to determine the temperature of thermal destruction of the obtained flexible absorbent products (the temperature of continuous operation of these products is in the region of 10-15 ° C below the temperature of thermal destruction). The values of the bending elastic modulus were determined according to the European standard EN 310. The above characteristics under similar conditions were also determined for the flexible composite sorption-active material specially synthesized according to example 2 described in RF patent No. 2380153, containing ethers as polymers (Hytrel trademark, 30% by weight), and NaX crystallite (70% by weight) as an adsorbent. The results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из представленных в таблице данных следует, что основные кинетические параметры массопереноса сорбата полученными по изобретению гибкими КСAM в среднем на 15-20% выше, чем у гибкого композиционного сорбционно-активного материала, полученного по патенту РФ №2380153, как в статических, так и в динамических условиях. Коэффициент использования равновесной динамической емкости k=адр для полученных КСАМ находится в диапазоне 90-93%, что свидетельствует о хороших кинетических показателях процесса поглощения сорбата в динамических условиях. При этом полученные адсорбирующие материалы обеспечивают более глубокую осушку воздуха. Кинетические характеристики поглощения водяного пара полученными КСАМ остаются неизменными на протяжении 10 циклов сорбция - десорбция, поскольку структура полученных КСАМ в процессе эксплуатации сохраняется неизменной.From the data presented in the table it follows that the main kinetic parameters of sorbate mass transfer obtained by the invention flexible KSAM on average 15-20% higher than that of a flexible composite sorption-active material obtained according to the patent of the Russian Federation No. 2380153, both in static and in dynamic conditions. The utilization coefficient of the equilibrium dynamic capacity k = a d / a r for the obtained KSAM is in the range of 90-93%, which indicates good kinetic parameters of the sorbate absorption process under dynamic conditions. At the same time, the obtained adsorbent materials provide deeper air drying. The kinetic characteristics of water vapor absorption by the obtained KSAM remain unchanged for 10 sorption – desorption cycles, since the structure of the obtained KSAM during operation is unchanged.

Температура продолжительной эксплуатации полученных изделий увеличивается до 340-350°С, что не только расширяет область их применения, но и позволяет проводить их полную регенерацию, т.е. многократно увеличивается срок их эксплуатации.The temperature of continuous operation of the obtained products increases to 340-350 ° C, which not only expands the scope of their application, but also allows for their full regeneration, i.e. their service life is greatly increased.

Предложенный способ обеспечивает получение гибких композиционных сорбционно-активных материалов, обладающих более высоким значением модуля упругости при изгибе, т.е. более устойчивых к воздействию механических нагрузок.The proposed method provides the production of flexible composite sorption-active materials with a higher value of the modulus of elasticity in bending, i.e. more resistant to mechanical stress.

Claims (3)

1. Способ получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов, включающий смешение порошка пористого адсорбирующего материала, в качестве которого используют цеолиты, силикагели либо их комбинации, с полимерным связующим и формование полученной композиции в изделие требуемой геометрической конфигурации, отличающийся тем, что формование осуществляют методом электростатического прядения при температуре 25-50°С, после чего проводят активацию гибких композиционных сорбционно-активных материалов в вакууме при остаточном давлении не более 5 мм рт.ст. и температуре 70-120°С до полного удаления растворителя, при этом в качестве полимерного связующего используют полимеры фторпроизводных этилена, смешение исходных компонентов осуществляют при соотношении порошок пористого адсорбирующего материала / полимерное связующее, равном 70-95/30-5 вес.%, а перед формованием в смесевую композицию из адсорбента и полимерного связующего вводят растворитель, выбранный из ряда кетонов, в количестве 7-30 мл на 1 грамм полимерного связующего.1. A method of obtaining a flexible composite sorption-active materials, comprising mixing a powder of a porous adsorbing material, which is used as zeolites, silica gels, or a combination thereof, with a polymer binder and molding the resulting composition into a product of the desired geometric configuration, characterized in that the molding is carried out by the electrostatic method spinning at a temperature of 25-50 ° C, after which the flexible composite sorption-active materials are activated in vacuum at a residual pressure SRI is not more than 5 mm Hg and a temperature of 70-120 ° C until the solvent is completely removed, while polymers of ethylene fluoride derivatives are used as a polymer binder, the starting components are mixed at a porous adsorbent material / polymer binder ratio of 70-95 / 30-5 wt.%, and before molding, a solvent selected from a number of ketones is introduced into the mixed composition of an adsorbent and a polymeric binder in an amount of 7-30 ml per 1 gram of a polymeric binder. 2. Способ получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют ацетон.2. The method of producing flexible composite sorption-active materials according to claim 1, characterized in that acetone is used as a solvent. 3. Способ получения гибких композиционных сорбционно-активных материалов по п.1, отличающийся тем, что используют исходный порошок пористого адсорбирующего материала с дисперсностью от 1 мкм до 5 мкм. 3. The method of producing flexible composite sorption-active materials according to claim 1, characterized in that the initial powder of a porous adsorbing material with a dispersion of from 1 μm to 5 μm is used.
RU2011139686/05A 2011-09-29 2011-09-29 Method of producing flexible composite active sorbents RU2481154C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139686/05A RU2481154C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of producing flexible composite active sorbents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139686/05A RU2481154C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of producing flexible composite active sorbents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481154C1 true RU2481154C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=48789386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139686/05A RU2481154C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of producing flexible composite active sorbents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481154C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625873C1 (en) * 2016-06-09 2017-07-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "ТГТУ" Method of obtaining composite sorption-active material
WO2018111514A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Flow Dry Technology, Inc. Solid form adsorbent
RU2694339C1 (en) * 2018-10-19 2019-07-11 Акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" Method of producing molded sorbent

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060293169A1 (en) * 2005-02-09 2006-12-28 General Electric Company Molecular structures for gas sensing and devices and methods therewith
US7390452B2 (en) * 2002-03-08 2008-06-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospinning of polymer and mesoporous composite fibers
US20080264259A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-30 Leung Wallace W Nanofiber filter facemasks and cabin filters
RU2380153C2 (en) * 2004-12-30 2010-01-27 Грейс Гмбх Унд Ко. Кг Flexible adsorbing items
US20100031816A1 (en) * 2007-04-03 2010-02-11 Roberto Giannantonio Method for the sorption of gaseous contaminants by means of nanostructured sorbers in the form of a fiber
US20100080993A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Marc Privitera Electrospun Functional Fibers
US7794833B2 (en) * 2002-06-21 2010-09-14 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospun mesoporous molecular sieve fibers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7390452B2 (en) * 2002-03-08 2008-06-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospinning of polymer and mesoporous composite fibers
US7794833B2 (en) * 2002-06-21 2010-09-14 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospun mesoporous molecular sieve fibers
RU2380153C2 (en) * 2004-12-30 2010-01-27 Грейс Гмбх Унд Ко. Кг Flexible adsorbing items
US20060293169A1 (en) * 2005-02-09 2006-12-28 General Electric Company Molecular structures for gas sensing and devices and methods therewith
US20100031816A1 (en) * 2007-04-03 2010-02-11 Roberto Giannantonio Method for the sorption of gaseous contaminants by means of nanostructured sorbers in the form of a fiber
US20080264259A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-30 Leung Wallace W Nanofiber filter facemasks and cabin filters
US20100080993A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Marc Privitera Electrospun Functional Fibers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов. - М.: Нефть и газ, 1997, с.293. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625873C1 (en) * 2016-06-09 2017-07-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "ТГТУ" Method of obtaining composite sorption-active material
WO2018111514A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Flow Dry Technology, Inc. Solid form adsorbent
KR20190100939A (en) * 2016-12-16 2019-08-29 플로우 드라이 테크놀로지, 인코포레이티드 Solid form adsorbent
CN110494214A (en) * 2016-12-16 2019-11-22 福罗德莱(张家港)包装制品有限公司 Solid form adsorbent
US10773239B2 (en) 2016-12-16 2020-09-15 Flow Dry Technology, Inc. Solid form adsorbent
US11203006B2 (en) 2016-12-16 2021-12-21 Flow Dry Technology, Inc. Method of use for a solid form adsorbent
CN110494214B (en) * 2016-12-16 2022-07-22 福罗德莱(张家港)包装制品有限公司 Solid form adsorbent
KR102500567B1 (en) 2016-12-16 2023-02-20 플로우 드라이 테크놀로지, 인코포레이티드 solid form adsorbent
RU2694339C1 (en) * 2018-10-19 2019-07-11 Акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" Method of producing molded sorbent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Studies on toluene adsorption performance and hydrophobic property in phenyl functionalized KIT-6
Liu et al. Dynamic performance of CO2 adsorption with tetraethylenepentamine-loaded KIT-6
JP5021540B2 (en) Monolithic organic porous body, monolithic organic porous ion exchanger, production method thereof and chemical filter
KR102323901B1 (en) Porous hydrogel for adsorption deuterium water and tritium water, preparation method of the same, and adsorption method of the deuterium water and tritium water using the same
JP2009067982A (en) Monolithic organic porous body, monolithic organic porous ion exchanger, methods for manufacturing them and chemical filter
Zhang et al. Mussel-inspired approach to cross-linked functional 3D nanofibrous aerogels for energy-efficient filtration of ultrafine airborne particles
RU2481154C1 (en) Method of producing flexible composite active sorbents
RU2446876C1 (en) Method of producing moulded sorbent
CN103816857B (en) A kind of SiO for GAS ABSORPTION 2/ TiO 2preparation method of aeroge and products thereof and application
CN102974322A (en) Hydrophobic silica gel composite resin-based VOC adsorbent
Dai et al. Sorption and regeneration performance of novel solid desiccant based on PVA-LiCl electrospun nanofibrous membrane
Ignat et al. Porous polymer/inorganic composite matrices as efficient desiccants for air dehumidification
Jafari et al. Superhydrophobic and stable mesoporous polymeric adsorbent for siloxane removal: D4 super-adsorbent
CN110790975A (en) High-static-water-absorption dehumidifying material and preparation method thereof
Armstrong et al. Hierarchical pore structures and high ZIF-8 loading on matrimid electrospun fibers by additive removal from a blended polymer precursor
RU2543167C2 (en) Method of producing flexible composite sorption-active materials
Buyukada-Kesici et al. Design and fabrication of nano-engineered electrospun filter media with cellulose nanocrystal for toluene adsorption from indoor air
CN105731848B (en) The preparation method and sound-absorbing material particle of sound-absorbing material particle
WO2016143439A1 (en) Porous body including bacterial cellulose and polymer, and method of manufacturing same
Hamdy et al. Overcoming mass transfer limitations in cross-linked polyethyleneimine-based adsorbents to enable selective CO 2 capture at ambient temperature
Bai et al. CO2 capture from dilute sources using triamine functionalized MCF silica at ambient temperature
US20230011904A1 (en) Porous Solid Amine Adsorbents and Applications
CN109174036B (en) High-molecular polymer adsorbent and preparation method and application thereof
CN106824073A (en) A kind of high performance carbon nano material absorbent and its preparation and application
Yao et al. Photo-crosslinked nanofibrous membranes as advanced low-temperature regenerative desiccant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160930