[發明專利]一種二氧化硅調濕材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410580034.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104402005A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 馮道言;苑宏偉;彭志勤
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 朱楓

技術領域

本發明屬于調濕材料領域，尤其涉及一種雙峰孔洞結構的二氧化硅調濕材料的制備方法。

背景技術

濕度是人們的生活與生產密切相關的環境參數，對人體舒適度、產品生產過程與質量以及物品保存等都有重要意義。尤其對文物、藥品等來說，環境相對濕度波動造成的損害很大，高濕環境往往會引起霉變、腐爛，而低濕環境會使材質變脆、斷裂。一般來說，40-65%的相對濕度無論對人還是對物品而言都較為有益，而我國大部分南方地區年平均相對濕度在70-80%，有時高達95-100%，北方地區干燥時期相對濕度甚至可達10%以下，因此濕度調節極為重要。濕度的調節方式有機械調節和非機械調節。調節濕度的機械主要有去濕機、增濕機及恒濕空調等，這種方式的優點是效率高，缺點是但每天24小時連續開機調節濕度能耗大；非機械調節主要指利用調濕材料的吸放濕性能自主、自適應地調節環境濕度，這種方式無需任何機械設備和能源消耗，是一種環境友好型的控制調節方法。

調濕材料在一定程度上可以調節室內的空氣濕度，調濕材料尤其在博物館的應用更為廣泛。硅膠是一種堅硬、無定形鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆粒，分子式為mSiO₂nH₂0,其中的基本結構質點為Si-O四面體，系由Si-O四面體相互堆積形成硅膠的骨架。堆積過程中水溶膠中的硅酸粒子由于低分子量的硅酸成長而彼此接觸形成了二次聚集體，質點之間形成間隙孔，反映了初級硅粒子的聚集態結構。其中H₂0為結構水，它以羥基的形式和硅原子相連覆蓋在硅膠的表面，極易水化，這種表面的構造賦予硅膠良好的吸附性。

發明內容

本發明提供一種二氧化硅調濕材料的制備方法，從而利用二氧化硅的良好性能增加現有調濕材料的種類。

為此采用如下的技術方案：一種二氧化硅調濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟：

A）按質量分數取5～8份的相對分子質量為25000聚丙烯酸和37份的質量分數為60%稀硝酸溶液于100份的去離子水中；

B）按質量分數取50～60份的硅酸鈉于步驟A）配制的溶液中，充分攪拌至硅酸鈉完全溶解；

C）將步驟B）得到的均一溶液置于密閉的塑料容器內，使其在25℃的烘箱中凝膠化24h；

D）用蒸餾水將C）步驟得到的濕凝膠充分洗滌，再在50℃的真空干燥箱中干燥30min；

E）將步驟D）得到的凝膠置于0.1mol/L的氨水溶液中在50～80℃條件下陳化72h；

F）將得到的干凝膠置于700℃的馬弗爐中煅燒2h,得到雙峰結構的二氧化硅調濕材料。

按照上述步驟將硅酸鈉、聚丙烯酸、稀硝酸、去離子水等原料通過合成，復合成功能性調濕材料，以介孔材料為骨架，在此基礎之上，聚丙烯酸的加入利用相分離技術在介孔材料的骨架上引入大孔道，進一步提高了二氧化硅的調濕性能，同現有的調濕材料比較，本發明的優點是：1)吸放濕響應速度快，可以高效、快速調節微環境相對濕度；2)再生、重復利用非常方便；3）硅源為硅酸鈉，價格便宜，來源豐富；4）生產工藝、設備簡單，易于產業化；5)生產過程不產生有害物質。

具體實施方式

實施例1：采用如下步驟：

A）按質量分數取5份的相對分子質量為25000聚丙烯酸和37份的質量分數為60%稀硝酸溶液于100份的去離子水中；

B）按質量分數取60份的硅酸鈉于步驟A）配制的溶液中，充分攪拌至硅酸鈉完全溶解；

C）將步驟B）得到的均一溶液置于密閉的塑料容器內，使其在25℃的烘箱中凝膠化24h；

D）用蒸餾水將C）步驟得到的濕凝膠充分洗滌，再在50℃的真空干燥箱中干燥30min；

E）將步驟D）得到的凝膠置于0.1mol/L的氨水溶液中在50℃條件下陳化72h；

F）將得到的干凝膠置于700℃的馬弗爐中煅燒2h,得到雙峰結構的二氧化硅。

實施例2：采用如下步驟：

A）按質量分數取8份的相對分子質量為25000聚丙烯酸和37份的質量分數為60%稀硝酸溶液于100份的去離子水中；

B）按質量分數取50份的硅酸鈉于步驟A）配制的溶液中，充分攪拌至硅酸鈉完全溶解；

C）將步驟B）得到的均一溶液置于密閉的塑料容器內，使其在25℃的烘箱中凝膠化24h；

D）用蒸餾水將C）步驟得到的濕凝膠充分洗滌，再在50℃的真空干燥箱中干燥30min；

E）將步驟D）得到的凝膠置于0.1mol/L的氨水溶液中在80℃條件下陳化72h；