[發(fā)明專利]一種基于炭基與氯化鈣的復(fù)合吸濕材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2011-06-10
• 公開（公告）號: CN102211016A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇亞欣;石成君;耿浩清
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/32;B01D53/28
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá);謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合吸濕材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種基于炭基與氯化鈣的復(fù)合吸濕材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在空氣調(diào)節(jié)除濕領(lǐng)域，由于常規(guī)的機械冷凝除濕技術(shù)能耗較大，并且其制冷工質(zhì)對環(huán)境具有一定的不良影響，所以固體吸附劑得到了廣泛的應(yīng)用。采用固體吸附式除濕，可以實現(xiàn)溫、濕度獨立控制，有效利用余熱廢熱，具有一定的節(jié)能性，并能提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。另外，近幾年興起了吸附式制冷技術(shù)，各類吸附劑與水作為其工作對得到了廣泛的研究，其主要核心技術(shù)為吸附劑-吸附質(zhì)的吸附-解吸循環(huán)。因此，吸附劑對水的吸附、解吸循環(huán)性能對提高系統(tǒng)的運行效率具有重要的影響。

在空氣取水領(lǐng)域，利用固體吸附材料對空氣中的水蒸氣進(jìn)行吸附，通過解吸冷凝得到液態(tài)淡水，這對于解決干旱地區(qū)的生活用水具有重要的意義。相比于制冷結(jié)露法、溶液吸收法、海水淡化法等取水方式，固體吸附-解吸法更具有實用性，并且取水效率較高，設(shè)備布置簡單可靠。

目前，應(yīng)用較多的固體吸濕材料主要有硅膠、分子篩、活性炭、活性炭纖維、活性氧化鋁等多孔吸濕材料和溴化鋰、氯化鋰、氯化鈣等無機吸濕性鹽類。傳統(tǒng)的多孔材料主要通過物理吸附的方式與水蒸氣結(jié)合，其吸濕速度較快，但是其吸附量普遍較低，吸濕效果較差。單純的無機吸濕鹽類，其吸濕性能較強，與水蒸氣的作用主要為化學(xué)吸附和溶液吸收，但其吸濕后液解，使氯化鈣溶解成溶液從載體上溢出，易造成吸濕劑流失以及腐蝕設(shè)備等問題，所以其應(yīng)用有很大的局限性。對吸濕材料的改性研究得到了廣泛的關(guān)注，利用多孔材料與無機吸濕鹽制得復(fù)合吸濕劑的技術(shù)，由于其吸濕性能以及使用可靠性較強等特點，得到了廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于炭基與氯化鈣的復(fù)合吸濕材料及其制備方法，該材料具備較高的吸濕能力，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，實用性強；制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的一種基于炭基與氯化鈣的復(fù)合吸濕材料，包括炭基材料和氯化鈣，炭基為活性炭顆粒或活性炭纖維；其中，活性炭顆粒和氯化鈣的質(zhì)量比為36∶31～15∶1，活性炭纖維和氯化鈣的質(zhì)量比為13∶40～5∶23。

所述活性炭顆粒比表面積為500-600m²/g，堆積密度為0.5-0.6g/cm³，粒度為4-10目。

所述活性炭纖維比表面積為1000-1200m²/g。

所述復(fù)合吸濕材料工作環(huán)境溫度為20℃-50℃，環(huán)境相對濕度為30％-99％。

本發(fā)明的一種基于炭基與氯化鈣的復(fù)合吸濕材料的制備方法，包括：

通過浸漬法將活性炭顆粒或活性炭纖維在真空常溫下浸泡于質(zhì)量百分比濃度為10％-40％的氯化鈣水溶液中12～24小時，然后在120～140℃下干燥12～24小時即得。

本發(fā)明的由活性炭、活性炭纖維等炭基載體與氯化鈣無機吸濕性鹽制備的復(fù)合吸濕劑中，氯化鈣能夠較好的與炭基載體相互融合，氯化鈣均勻布置于其表面或孔道結(jié)構(gòu)中，確定合適的氯化鈣濃度，使該復(fù)合吸濕劑具有最高的吸濕效率，并且物化性質(zhì)穩(wěn)定，是一種理想的空氣除濕、空氣取水用吸濕材料。

有益效果

(1)本發(fā)明采用氯化鈣溶液與多孔隙炭基材料充分混合，具備較高的吸濕能力，增大材料的比表面積，固化氯化鈣，減弱液解問題的影響，達(dá)到了將多孔吸附材料與無機吸濕鹽的優(yōu)點進(jìn)行最優(yōu)化結(jié)合，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，實用性強；

(2)本發(fā)明的制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為20℃，相對濕度50％時活性炭-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的吸濕曲線；

圖2為120℃時活性炭-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的解吸曲線；

圖3為20℃，相對濕度50％時活性炭纖維-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的吸濕曲線；

圖4為120℃時活性炭纖維-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的解吸曲線；

圖5為20℃時活性炭-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的等溫吸濕線；

圖6為20℃時活性炭纖維-氯化鈣復(fù)合吸濕劑的等溫吸濕線。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1