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：2023-06-09

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，為工業(yè)生產(chǎn)

　　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(lèi)。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(zhuān)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(zhuān)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(xiàn)；

　　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(xiàn)。

　　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?xún)r(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