具有微波吸收性能的吸附剂制造技术

提供一种具有微波吸收性能的吸附剂。能够提供具有改善的微波吸收性能的吸附剂，其具有核‑壳结构，该核‑壳结构包括布置在其中的碳化硅珠粒和布置在碳化硅珠粒外部的吸附材料。此外，该吸附剂还可以包括分散布置在其中并且直径为1μm至10μm的多个碳化硅颗粒，并且该吸附材料可以与阳离子进行离子交换。因此，由于对微波的高反应性，该吸附剂可以通过微波被快速加热以达到解吸温度，所以该吸附剂能够用于提高解吸效率。此外，因为碳化硅珠粒布置在该吸附剂的内核中，所以该吸附剂能够用于保持完全吸附能力，而不会对吸附量产生影响。此外，当将该吸附剂应用于使用微波除去有机化合物的传统系统或除湿系统时，该吸附剂能够被半永久地使用，并且与传统系统中使用的吸附剂相比也可以具有将能量效率提高30％以上的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有微波吸收性能的吸附剂
本专利技术涉及一种吸附剂，更具体地说，涉及一种具有改善的微波吸收性能的吸附剂。
技术介绍
由于对大气环境的关注随着生活质量的提高而增加，对各种工业加工、涂覆设备、污水处理厂或焚烧厂中产生的挥发性有机化合物(VOC)等空气污染物的排放规范条例进行了修订。对违反此类条例的公司施加强制性的行政措施例如暂停营业。因此，已经对去除这些挥发性有机化合物进行了大量研究。用于除去挥发性有机化合物的典型传统技术包括使用活性炭的吸附塔系统、蒸发系统、再生催化氧化(RCO)系统和再生热氧化(RTO)系统。然而，由于需要对其进行周期性更换，所以使用吸附塔导致维护成本增加。此外，蒸发系统和RCO系统以及RTO系统具有低能量效率的问题。为了解决上述现有技术问题，已经开发了使用微波去除挥发性有机化合物的技术。具体地说，使用微波除去挥发性有机化合物的技术包括将挥发性有机化合物吸附到吸附剂上并通过将挥发性有机化合物从吸附剂中解吸来除去挥发性有机化合物。在这种情况下，可以半永久地使用吸附剂，因为可以通过吸附和解吸来使吸附剂再生。为了使这种使用微波去除挥发性有机化合物的技术的效率最大化，需要对作为除去目标的有机化合物具有高吸附强度和高吸收微波的能力的吸附剂。同时，随着能源需求每年迅速增加，同时强调需要大量能源的技术的重要性，能源问题作为全球紧迫的问题出现。特别地，用于半导体和LCD工艺中的转子式除湿系统是消耗大量能量的代表性技术。为了解决这些能源相关问题，已经尝试开发能够使用微波来提高能量效率的节能除湿系统。在这种使用微波的除湿系统的情况下，还需要开发对水分具有优异的吸附强度并具有优异的吸收微波能力(吸附剂被用微波照射以再生)的吸附剂，从而进一步提高能量效率。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决现有技术的问题，因此本专利技术的目的是提供一种具有优异的吸附微波(吸附剂被用微波辐射以将吸附材料脱附)性能对吸附材料具有优异的吸附强度的吸附剂。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种具有微波吸收性能的吸附剂，其特征在于，该吸附剂具有核-壳结构，包括布置在其中的碳化硅珠粒以及布置在该碳化硅珠粒外部的吸附材料。在这种情况下，该吸附材料可以选自由沸石、活性氧化铝及其混合物组成的组。该碳化硅珠粒可以具有0.5mm至1.5mm的直径。当该吸附剂被用1kW的功率的微波照射60秒至90秒时，该吸附剂的温度升高可以在30℃至50℃的范围内。该吸附剂可以进一步包括分散并布置在该吸附材料中并且直径为1μm至10μm的多个碳化硅颗粒。基于100重量％的该吸附剂，可以以10重量％至15重量％的含量包括该碳化硅颗粒。当该吸附剂被用1kW的功率的微波照射60秒至90秒时，该吸附剂的温度升高可以在40℃至60℃的范围内。该吸附剂可以与阳离子进行离子交换。该阳离子可以是选自由钾(K)、银(Ag)、钠(Na)、钡(Ba)、锂(Li)、镁(Mg)、锶(Sr)、磷(P)、锰(Mn)、钙(Ca)和铁(Fe)组成的组中的至少一种材料。该吸附剂可用于吸附挥发性有机化合物。该吸附剂中所含的吸附材料可以选自由Si/Al比为10-300的疏水性沸石、活性氧化铝及其混合物组成的组。该吸附剂可用于吸附水分。该吸附剂中所含的吸附材料可以选自由Si/Al比为1-10的亲水性沸石、活性氧化铝及其混合物组成的组。有益效果根据本专利技术的一个示例性实施方式的吸附剂能够用于提高解吸效率，这是由于对微波的反应性高，吸附剂可以通过微波被快速加热以达到解吸温度。此外，根据本专利技术的一个示例性实施方式的吸附剂能够用于保持完全吸附能力，而不会对吸附量产生影响，这是因为将碳化硅珠粒布置在吸附剂的内核中。此外，当将根据本专利技术的一个示例性实施方式的吸附剂应用于使用微波除去有机化合物的传统系统或除湿系统时，该吸附剂能够被半永久地使用，并且与在传统系统中使用的吸附剂相比也可以具有将能量效率提高30％以上的效果。然而，本专利技术的技术目的不限于此，对于本领域普通技术人员来说，本文中未公开的本专利技术的其它目的将通过详细描述本专利技术的示例性实施方式而变得更加显而易见。附图说明图1是示出根据本专利技术的一个示例性实施方式的具有改善的微波吸收性能的吸附剂的示意图，该吸附剂包括碳化硅珠粒。图2是示出根据本专利技术的一个示例性实施方式的微波能量被吸收到碳化硅珠粒中的流程的示意图。图3是示出根据本专利技术的一个示例性实施方式的具有改善的微波吸收性能的吸附剂的示意图，该吸附剂包括碳化硅珠粒和多个碳化硅颗粒。图4是示出根据本专利技术的另一个示例性实施方式的微波能量被吸收到碳化硅珠粒和碳化硅颗粒中的流程的示意图。图5是示出通过比较在本专利技术的实施例1和实施例2以及比较例1和比较例2中制备的吸附剂的微波吸收性能而得到的结果的图。图6是示出通过比较在本专利技术的实施例3和实施例4以及比较例3和比较例4中制备的吸附剂的微波吸收性能而得到的结果的图。图7是示出通过比较在本专利技术的实施例5和比较例5中制备的VOC吸附剂的微波吸收性能而得到的结果的图。图8A和图8B是示出通过比较在本专利技术的实施例1和实施例2以及比较例3和比较例4中制备的吸附剂的微波吸收性能和吸附量而得到的结果的图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的优选实施方式。虽然在附图中示出了本专利技术的某些示例性实施方式并且在下面进一步进行了详细描述，但是应当显而易见的是，可以对某些示例性实施方式进行各种改变和修改。然而，应当理解，本专利技术的范围并非旨在限于所公开的特定形式，并且本专利技术涵盖落入由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等价方案和替代方案。在附图中，为了便于说明，层和区域的厚度可能被夸大或缩小。在整个说明书中，相同或相应的元件具有相同或相似的附图标记。用于表示在本说明书中使用的吸附量的单位“mmol/g”和“kg/kg”可以是指相对于单位重量吸附剂的待吸收材料(例如，IPA或H2O)的量。本专利技术可以提供具有改善的微波吸收性能的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂具有核-壳结构，包括布置在其内核中的碳化硅珠粒和布置在内核外部的吸附材料。吸附材料可以由对于气体或颗粒材料具有高吸附性能的材料构成，并且吸附材料可以是具有多个细孔的多孔材料。具体地，吸附材料可以选自由沸石、活性氧化铝及其混合物组成的组。已知沸石是其中硅(Si)和铝(Al)通过四个交联氧原子连接的三维(3D)无机聚合物。这里，由于铝与四个氧原子结合并带负电，所以沸石中存在多种阳离子以补偿这些负电荷。更具体地，由于阳离子存在于微孔内，并且其它空间通常充满水分子，所以阳离子在微孔中具有相对自由的迁移率，并且可以容易地与其它阳离子进行离子交换。此外，通过加热而被脱水的沸石的类型具有吸收尺寸不同的小分子(其能够通过微孔的入口)例如水分子的性能，并且用分子填充内部空的空间。因此，脱水沸石已被广泛用作吸附剂或吸收剂。通常，根据硅和铝的结构或比例，沸石的类型可分为β-沸石、A-沸石、ZSM-5型沸石、X-沸石、Y-沸石和L-沸石。在本专利技术中，可以根据吸附剂的使用目的来选择和使用能够容易地吸附待吸附材料的沸石的类型。具体地，根据本专利技术的一个示例性实施方式，可以使用β-沸石作为吸附挥发性有机化合物的材料，并且Y-沸石可以用作用于吸附水分的材料。活性氧化铝通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有微波吸收性能的吸附剂，其具有核‑壳结构，所述核‑壳结构包括：布置在其中的碳化硅珠粒；和布置在所述碳化硅珠粒外部的吸附材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 KR 10-2014-01946461.一种具有微波吸收性能的吸附剂，其具有核-壳结构，所述核-壳结构包括：布置在其中的碳化硅珠粒；和布置在所述碳化硅珠粒外部的吸附材料。2.根据权利要求1所述的吸附剂，其中所述吸附材料选自由沸石、活性氧化铝及其混合物组成的组。3.根据权利要求1所述的吸附剂，其中所述碳化硅珠粒具有约0.5mm至1.5mm的直径。4.根据权利要求1所述的吸附剂，其中当所述吸附剂被用1kW微波照射60秒至90秒时，所述吸附剂的温度升高在30℃至50℃的范围内。5.根据权利要求1所述的吸附剂，还包括多个碳化硅颗粒，所述多个碳化硅颗粒分散布置在所述吸附材料中并且具有1μm至10μm的直径。6.根据权利要求5所述的吸附剂，其中，基于100重量％的所述吸附剂，以10重量％至15重量％的含量包括所述碳化硅颗粒。7.根据权利要求5所述的吸附剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东彩，尹圣镇，曹圣钟，金正渊，朴相俊，许台敬，
申请(专利权)人：艾可普罗有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR