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細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料的制作方法

作者:CEO 時(shí)間:2023-08-13

信息摘要:本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)輪除濕材料,具體涉及一種細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料。背景技術(shù):空氣濕度的控制對(duì)改善人們的生活和工作環(huán)境以及提高工藝質(zhì)量都有重要的作用。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)是將除濕轉(zhuǎn)輪和常規(guī)空調(diào)結(jié)合起來(lái),使室內(nèi)的溫度和濕度達(dá)到較高的控制精度,它為空氣除濕注入了新的血液,為工

細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料的制作方法

細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料的制作方法

  本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)輪除濕材料,具體涉及一種細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料。

  背景技術(shù):

  空氣濕度的控制對(duì)改善人們的生活和工作環(huán)境以及提高工藝質(zhì)量都有重要的作用。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)是將除濕轉(zhuǎn)輪和常規(guī)空調(diào)結(jié)合起來(lái),使室內(nèi)的溫度和濕度達(dá)到較高的控制精度,它為空氣除濕注入了新的血液,為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)質(zhì)和量的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪處理的空氣,能除去其中的有害氣體,提高空氣品質(zhì),可廣泛應(yīng)用于**、制藥、電氣、感光材料、印刷、文物保護(hù)等各行業(yè),具有廣闊的應(yīng)用前景。

  轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的主要部件是空調(diào)機(jī)和除濕轉(zhuǎn)輪,除濕轉(zhuǎn)輪是由吸附材料和無(wú)機(jī)基材組成,其中吸附材料(除濕材料)及粘接方法是整個(gè)系統(tǒng)除濕性能的決定性因素。

  轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中常用固體除濕材料主要有活性炭,硅膠,分子篩及鹽類。目前市場(chǎng)上使用較多的是以硅膠作為吸濕材料的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng),主要原因在于其有較好的吸濕表現(xiàn)和較好的機(jī)械強(qiáng)度,便于加工成型。硅膠又名氧化硅膠和硅酸凝膠,透明或乳白色顆粒,它的吸附量能達(dá)到它自身重量的40%。硅膠一般以一種無(wú)組織的形式存在,是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性、連續(xù)網(wǎng)格。一般商品含水量為3~7%,這種所謂的水分,實(shí)際上是連接于表面硅原子的單層羥基,形成硅醇基si-o-h,在低表面覆蓋度的情況下,水分子連接于硅醇基:si-o-h…oh2;在高表面覆蓋的情況下,水束內(nèi)的氫鍵將占優(yōu)勢(shì),此時(shí)鍵能或吸附熱接近于水的液化能。常規(guī)密度硅膠的比表面積為750~850m2/g,平均孔徑為2.2~2.6nm。將玻璃纖維紙作為基材在硅溶膠中浸漬再干燥,反復(fù)幾次即可得到制備轉(zhuǎn)輪的材料。

  由于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的主要能耗在于高再生溫度引起的再生能耗,而低溫再生性材料可以大大降低除濕空調(diào)的能耗;然而,現(xiàn)有的轉(zhuǎn)輪除濕材料再生溫度都比較高,其中硅膠正常吸附的水,脫附溫度在120℃左右,沸石分子篩脫附溫度在250℃以上,高再生溫度會(huì)帶來(lái)比較大的能耗;因此,尋找合適的低溫再生性除濕材料已成為當(dāng)前本領(lǐng)域的重要課題。

  通過(guò)對(duì)現(xiàn)有專利文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn),申請(qǐng)?zhí)枮?4的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種鋁改性硅膠吸附劑材料及其制備方法;其中,將無(wú)機(jī)纖維紙浸漬在水玻璃中2-5h后取出干燥,再浸漬入可溶性鋁鹽溶液中,將反應(yīng)后的無(wú)機(jī)纖維紙取出晾干,采用程序升溫處理后即得。該方法制得的鋁改性硅膠吸附劑材料具有吸附量大、除濕效率高、再生溫度較低、耐熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度高和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。然而,其說(shuō)明書(shū)中也指出,再生溫度較低指的是與硅膠相當(dāng),也就是說(shuō),其本質(zhì)上沒(méi)能改善硅膠除濕材料再生溫度都比較高的缺陷。

  技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

  本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種細(xì)菌纖維素復(fù)合吸濕劑的低溫再生除濕材料。本發(fā)明通過(guò)高比表面積的基材(細(xì)菌纖維素)和吸濕劑(如聚丙烯酸鈉(paas))復(fù)合,制備一種新型具有低再生溫度的轉(zhuǎn)輪吸濕材料;制得的產(chǎn)品既可以保持原有的形貌,又具有良好的吸濕與再生性能。

  本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:

  本發(fā)明涉及一種低溫再生除濕材料,所述材料通過(guò)將細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05~10%的吸濕劑中浸漬12~36h后冷凍干燥制備而得。

  優(yōu)選的,所述低溫再生吸濕材料中,吸濕劑與細(xì)菌纖維素的重量比例為1:0.1~10。

  優(yōu)選的,所述吸濕劑為無(wú)機(jī)鹽。

  優(yōu)選的,所述吸濕劑選自氯化鋰、氯化鈣、氯化鋅等無(wú)機(jī)鹽中的一種或幾種組合。

  優(yōu)選的,所述吸濕劑為聚合物電解質(zhì)。

  優(yōu)選的,所述聚合物電解質(zhì)選自聚丙烯酸鈉、聚磺化苯乙烯鈉鹽、磺酸聚苯乙烯等聚合物電解質(zhì)中的一種或幾種組合。

  優(yōu)選的,所述聚合物電解質(zhì)重均分子量為500~。

  更優(yōu)選的,所述聚合物電解質(zhì)重均分子量為5000-。

  最優(yōu)選的,所述聚合物電解質(zhì)重均分子量為8000-。

  優(yōu)選的,所述浸漬為常溫浸漬。

  優(yōu)選的,所述冷凍干燥的溫度為-120~-50℃,時(shí)間為6~48h。

  與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:

  (1)吸濕性能優(yōu)異,25℃,80%相對(duì)濕度條件下,平衡吸濕量可達(dá)到0.53g水/g除濕材料。有利于節(jié)省吸附材料,并有利于除濕設(shè)備的小型化;

  (2)低溫再生能力出眾,在50℃,40%相對(duì)濕度條件下,平衡吸濕量為0.10g水/g除濕材料。

  (3)再生溫度低,可以利用低品位熱能(如工業(yè)廢熱、生活廢熱等),相比于傳統(tǒng)吸附材料,節(jié)能效果顯著(傳統(tǒng)吸附材料,60%以上的能耗發(fā)生在再生階段,主要原因是由于其較高的再生溫度);

  (4)高濕環(huán)境下,該吸附劑仍保持良好的穩(wěn)定性,工作范圍廣且性能穩(wěn)定;

  (5)該新型吸附劑無(wú)毒無(wú)腐蝕,且細(xì)菌纖維素基體可生物降解;

  (6)制備方法簡(jiǎn)便,且容易成型,便于將吸附材料模塊化,并可根據(jù)使用條件不同靈活確定尺寸。

  附圖說(shuō)明

  通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:

  圖1為25℃,80%相對(duì)濕度條件下,細(xì)菌纖維素和聚丙烯酸鈉復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)吸濕曲線;

  圖2為50℃,40%相對(duì)濕度條件下,細(xì)菌纖維素和聚丙烯酸鈉復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)脫附曲線。

  具體實(shí)施方式

  下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下列實(shí)施例中如無(wú)特殊說(shuō)明的實(shí)驗(yàn)方法,均為常規(guī)方法。

  本發(fā)明中,細(xì)菌纖維素(bc):一種具有多孔結(jié)構(gòu)的纖維材料,纖維間距在10μm左右,機(jī)械強(qiáng)度較高,出色的吸水性能、機(jī)械性能、性價(jià)比。

  氯化鋰、氯化鈣、氯化鋅為常用無(wú)機(jī)鹽吸濕劑,聚丙烯酸鈉、聚磺化苯乙烯鈉鹽、磺酸聚苯乙烯為常用聚合物電解質(zhì)吸濕劑。

  實(shí)施例1

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素(bc)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別在0.5%,1%,1.5%的聚丙烯酸鈉中浸漬24h后,在-80℃下冷凍干燥40h,得到三組樣品。該聚丙烯酸鈉重均分子量為5000。

  將本實(shí)施例制得的bc-paas材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸濕實(shí)驗(yàn),由圖1可知,三組材料的平衡吸濕量分別為0.46g/g,0.49g/g,0.53g/g。然后在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行脫附實(shí)驗(yàn),由圖2可知,三組材料最終的吸濕量分別為0.102g,0.107g,0.124g,脫附比例分別為78%,78%,77%。

  實(shí)施例2

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素(bc)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的聚丙烯酸鈉中浸漬24h后,在-80℃下冷凍干燥40h,即得。該聚丙烯酸鈉重均分子量為。

  將本實(shí)施例制得的bc-paas材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸濕實(shí)驗(yàn),其平衡吸濕量為0.526g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為81.2%。

  實(shí)施例3

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的聚丙烯酸鈉中浸漬36h后,在-120℃下冷凍干燥48h,即得。該聚丙烯酸鈉重均分子量為。

  將本實(shí)施例制得的bc-paas材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.47g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為84%。

  實(shí)施例4

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的聚丙烯酸鈉中浸漬12h后-50℃下冷凍干燥36h,即得。該聚丙烯酸鈉重均分子量為。

  將本實(shí)施例制得的bc-paas材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.604g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為85.4%。

  實(shí)施例5

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的聚乙烯醇中浸漬20h后-60℃下冷凍干燥40h,即得。該聚乙烯醇重均分子量為。

  將本實(shí)施例制得的bc-聚乙烯醇材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.456g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為80.2%。

  實(shí)施例6

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的磺酸聚苯乙烯中浸漬12h后-80℃下冷凍干燥36h,即得。該磺酸聚苯乙烯重均分子量為。

  將本實(shí)施例制得的bc-磺酸聚苯乙烯材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.58g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為82.7%。

  實(shí)施例7

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.8%的氯化鋰中浸漬22h后-120℃下冷凍干燥42h,即得。

  將本實(shí)施例制得的bc-氯化鋰材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.465g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為67.4%。

  實(shí)施例8

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的氯化鈣中浸漬40h后-120℃下冷凍干燥24h,即得。

  將本實(shí)施例制得的bc-氯化鈣材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.423g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為66.8%。

  實(shí)施例9

  本實(shí)施例涉及一種低溫再生除濕材料,其制備步驟如下:

  塊狀細(xì)菌纖維素在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的氯化鋅中浸漬25h后-75℃下冷凍干燥30h,即得。

  將本實(shí)施例制得的bc-氯化鋅材料在25℃,80%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料平衡吸濕量試驗(yàn),其平衡吸濕量為0.52g/g;在50℃,40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行材料脫附比例試驗(yàn),其脫附比例為64.2%。

  綜上所述,本發(fā)明通過(guò)高比表面積的基材(細(xì)菌纖維素)和吸濕劑復(fù)合,制備一種新型具有低再生溫度的轉(zhuǎn)輪吸濕材料;制得的產(chǎn)品既可以保持原有的形貌,又具有良好的吸濕與再生性能。其中,與玻璃纖維紙相比,本發(fā)明采用細(xì)菌纖維素作為基材更加無(wú)毒無(wú)害,能夠保持良好的強(qiáng)度和與鹽的親和力。細(xì)菌纖維素本身也具有微米級(jí)的孔隙,吸濕劑附著在細(xì)菌纖維素的多孔結(jié)構(gòu)中可以提高材料比表面積,從而增加吸濕效果。此外,細(xì)菌纖維素表面存在羥基,其本身具有一定的吸濕能力。因此,采用細(xì)菌纖維素這種材料作為基材是對(duì)以往基材材料的創(chuàng)新和突破。

  以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。

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