專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種日用化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種提高硅藻土調(diào)濕性的方 法。
背景技術(shù)：
空氣濕度是一個(gè)與人們生活和生產(chǎn)有密切關(guān)系的重要環(huán)境參數(shù)。基于傳統(tǒng)的機(jī)械 式調(diào)濕手段(空調(diào)和加濕器)存在的能耗大、“建筑室內(nèi)綜合癥”等問(wèn)題，調(diào)濕材料應(yīng)運(yùn)而 生。調(diào)濕材料是指依靠自身的吸放濕性能，感應(yīng)空氣濕度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣相對(duì)濕度的 材料。它不僅是解決室內(nèi)濕環(huán)境舒適度的重要方法，而且在環(huán)保節(jié)能方面有著重要的意義。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的調(diào)濕材料，大多集中在硅膠、高分子聚合物、無(wú)機(jī)鹽、無(wú)機(jī)礦 物質(zhì)以及復(fù)合材料。硅膠多孔性和表面羥基親水性，使其具有較高的吸濕量和較快的吸濕 速度，吸濕性較好，同時(shí)吸水膨脹性也導(dǎo)致放濕性能差，特別是水的吸附與解析循環(huán)中呈現(xiàn) 較嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象。高分子類(lèi)的調(diào)濕材料如聚丙烯酸(PAA)，內(nèi)部松散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)親水 性基團(tuán)決定其有最高的吸水率和保水性，然而大分子結(jié)構(gòu)也造成吸放濕的速度慢，放濕性 能差。無(wú)機(jī)鹽與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而吸濕，吸濕量大、且吸濕速度快，但是由于大部分固體無(wú) 機(jī)鹽隨著吸濕量的增加，自身會(huì)慢慢潮解，而且常溫下不穩(wěn)定，極容易產(chǎn)生鹽析。無(wú)機(jī)礦物 材料如硅藻土、沸石等，吸濕容量較小，但其吸放濕速度快，放濕量可觀，且廉價(jià)易得、綠色 安全。硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖(非晶質(zhì)二氧化硅)，理論比表面積為 10-60m2/g,孔隙率達(dá)80 90 %，特殊的孔結(jié)構(gòu)和表面親水性羥基結(jié)構(gòu)決定了硅藻土具有優(yōu) 秀的吸水性和調(diào)濕潛質(zhì)。硅藻土原礦土和提純后的硅藻土在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 88% 的恒溫恒濕環(huán)境中，其飽和吸濕率為5%和8%，限制了其在調(diào)濕領(lǐng)域的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)硅藻土調(diào)濕性較低，提供一種提高硅藻土調(diào)濕性 的改性硅藻土的制備方法。一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法，其特征在于將硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為 10% 30%的無(wú)機(jī)鹽水溶液，以1 3 1 5的質(zhì)量比，在50 80°C下反應(yīng)30 90min， 抽濾干燥后得硅藻土基調(diào)濕材料；所述硅藻土要求SiO2含量>89%，比表面積>沈!112/^，孔 容積彡0. 05ml/g ；所述無(wú)機(jī)鹽為L(zhǎng)iCl、MgCl2、CaCl2、NaCl中的一種。若所用的硅藻土的純度和孔結(jié)構(gòu)達(dá)不到上述要求，則需對(duì)硅藻土進(jìn)行預(yù)處理首 先將硅藻原礦土，放入擦洗機(jī)中，加水調(diào)成成質(zhì)量百分比濃度為40%的礦漿，加入六偏磷酸 鈉，六偏磷酸鈉的加入量為礦漿質(zhì)量的0. 5%，擦洗20min ；對(duì)擦洗產(chǎn)物進(jìn)行攪拌稀釋?zhuān)|(zhì)量 百分比濃度為10% 15%，并過(guò)100目篩，加NaOH，調(diào)節(jié)礦漿PH為8 9，靜止沉降10h，除 去懸浮物；最后將得到的硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為60%的硫酸，以質(zhì)量比1 2混合，在 100°C下水浴反應(yīng)90min ；水洗至中性，抽濾干燥即得上述所要求的硅藻土。本發(fā)明的特點(diǎn)
本發(fā)明將硅藻土的孔結(jié)構(gòu)調(diào)濕和無(wú)機(jī)鹽飽和蒸汽壓調(diào)濕兩種調(diào)濕手段有機(jī)結(jié)合， 有效地調(diào)節(jié)空氣濕度，同時(shí)克服了各自在調(diào)濕領(lǐng)域應(yīng)用的缺點(diǎn)。通過(guò)本方法制備的硅藻土 基調(diào)濕材料在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率具有很大提 高，最高提高到110%。硅藻土作用硅藻土的殼體和孔道結(jié)構(gòu)，作為蓄水的容器，能賦予良好的濕容量和 吸水性；豐富的的通孔結(jié)構(gòu)和高的孔隙率，有利于水蒸氣的擴(kuò)散，吸放濕速度快，對(duì)濕度響 應(yīng)敏感。同時(shí)作為無(wú)機(jī)鹽的吸濕載體，有效地緩解了無(wú)機(jī)鹽的吸濕潮解。濕容量大、濕度響 應(yīng)快、調(diào)濕緩沖能力強(qiáng)，從而使硅藻土基調(diào)濕材料具有優(yōu)異的調(diào)濕性。無(wú)機(jī)鹽作用無(wú)機(jī)鹽與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步增大濕容量和吸濕速度，同時(shí)無(wú)機(jī) 鹽的存在影響環(huán)境的飽和蒸汽壓，有利于水蒸氣的吸附。


圖1本發(fā)明預(yù)處理后硅藻土的掃描電鏡圖
圖2具體實(shí)施 歹1產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖3具體實(shí)施 歹1產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖4具體實(shí)施 歹1產(chǎn)物的孔徑分布曲線
圖5具體實(shí)施 歹2產(chǎn)物的掃描電鏡和微區(qū)能譜分析圖
圖6具體實(shí)施 歹3產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖7具體實(shí)施 歹3產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖8具體實(shí)施 歹3產(chǎn)物的孔徑分布曲線
圖9具體實(shí)施 歹4產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖10具體實(shí)施例4產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖11具體實(shí)施例4產(chǎn)物的孔徑分布曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1氯化鋰-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鋰水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在50°C下反應(yīng) 30min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鋰修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)性性能為在T = 20°C、相 對(duì)濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，其飽和吸濕率為98% ；在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為12. 1%。實(shí)例2氯化鋰-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鋰水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在80°C下反應(yīng) 30min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鋰修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)性性能為在T = 20°C、相 對(duì)濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，其飽和吸濕率為110% ；在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為14. 3%。實(shí)例3氯化鈉-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鈉水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在60°C下反應(yīng) 30min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鈣修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)濕性能為在T = 20°C、相對(duì) 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為27%，在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15%
4的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為3. 4%。實(shí)例4氯化鈣-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鈣水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在60°C下反應(yīng) 30min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鈣修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)濕性能為在T = 20°C、相對(duì) 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為90% ；在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為11. 4%。實(shí)例5氯化鈣-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鈣水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在50°C下反應(yīng) 90min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鈣修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)濕性能為在T = 20°C、相對(duì) 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為67%，在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為7. 3 %。實(shí)例6氯化鎂-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鎂水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在60°C下反應(yīng) 60min，抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鈣修飾硅藻土調(diào)濕材料。調(diào)濕性能為在T = 20°C、相對(duì) 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為56%，在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率約為6. 5%。實(shí)例7氯化鎂-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鎂水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在80°C下反應(yīng) 90min，抽濾干燥后得氯化鈉修飾的硅藻土調(diào)濕材料。抽濾干燥后即得本發(fā)明氯化鈣修飾硅 藻土調(diào)濕材料。調(diào)濕性能為在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸 濕率為62%，在T = 20°C、相對(duì)濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率約為8. 5%。
權(quán)利要求
1.一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法，其特征在于將硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為10% 30%的無(wú)機(jī)鹽水溶液，以1 3 1 5的質(zhì)量比，在50 80°C下反應(yīng)30 90min，抽濾 干燥后得硅藻土基調(diào)濕材料；所述硅藻土要求SiO2含量>89%，比表面積>沈!112/^，孔容積 彡 0. 05ml/g ；所述無(wú)機(jī)鹽為 LiCl, MgCl2, CaCl2, NaCl 中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法，其特征在于，若所用的硅藻 土的純度和孔結(jié)構(gòu)達(dá)不到上述要求，則需對(duì)硅藻土進(jìn)行預(yù)處理首先將硅藻原礦土，放入擦 洗機(jī)中，加水調(diào)成成質(zhì)量百分比濃度為40%的礦漿，加入六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉的加入 量為礦漿質(zhì)量的0. 5%，擦洗20min ；對(duì)擦洗產(chǎn)物進(jìn)行攪拌稀釋?zhuān)|(zhì)量百分比濃度為10% 15%，并過(guò)100目篩，加NaOH，調(diào)節(jié)礦漿PH為8 9，靜止沉降10h，除去懸浮物；最后將得 到的硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為60%的硫酸，以質(zhì)量比1 2混合，在100°C下水浴反應(yīng) 90min ；水洗至中性，抽濾干燥即得上述所要求的硅藻土。
全文摘要
一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法涉及一種日用化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明特征在于將硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為10％～30％的無(wú)機(jī)鹽水溶液，以1∶3～1∶5的質(zhì)量比，在50～80℃下反應(yīng)30～90min，抽濾干燥后得硅藻土基調(diào)濕材料；所述硅藻土要求SiO2含量≥89％，比表面積≥26m2/g，孔容積≥0.05ml/g；所述無(wú)機(jī)鹽為L(zhǎng)iCl、MgCl2、CaCl2、NaCl中的一種。硅藻土要達(dá)到一定的純度、比表面積和孔體積，作為水蒸氣進(jìn)出的孔道和蓄水的容器，同時(shí)也具備一定的吸濕和放濕性能。無(wú)機(jī)鹽的修飾進(jìn)一步強(qiáng)化了硅藻土的吸濕性，修飾強(qiáng)化后的調(diào)濕材料吸濕率可達(dá)110％。本發(fā)明中無(wú)機(jī)鹽和硅藻土多孔體相互固定，提供一種具有高調(diào)濕性能的調(diào)濕功能材料。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102120175SQ20101061602
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者卜倉(cāng)友, 孔偉, 杜玉成, 夢(mèng)琪, 王從曾, 顏晶 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)