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：2023-04-25
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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
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(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
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
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