吸湿组合物的制备方法、由其制备的吸湿组合物以及用于表面涂层的吸湿组合物技术

本发明专利技术涉及一种有机/无机纳米多孔材料‑金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，以及由该制备方法制备的吸湿组合物，更具体地，本发明专利技术的一个实施方案提供一种吸湿组合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：使铝前体与二羧酸有机配体结晶来合成有机/无机纳米多孔材料；通过对所述有机/无机纳米多孔材料进行热处理除去未反应的有机物质；将热处理后的有机/无机纳米多孔材料与金属氯化物溶液混合以将所述金属氯化物浸渍到所述有机/无机纳米多孔材料的粒子中；通过烘箱干燥混合物除去溶剂；通过粉碎干燥产物得到粉末；以及通过真空干燥所述粉末除去残留水分。根据本发明专利技术的一个实施方案，吸湿组合物通过在0.1至0.3的负载压力P/P0下具有0.2g/g至0.9g/g的最大吸湿量(每单位重量的吸附组合物吸附的水分的量)，从而可以应用于空调、吸附制冷机、除湿机和空调。

Preparation method of hygroscopic composition, hygroscopic composition prepared by it and hygroscopic composition for surface coating

The invention relates to an organic / inorganic nano porous materials metal chloride hybrid absorbent composition preparation method, preparation method and hygroscopic composition were prepared by the system, more particularly, one embodiment of the invention provides a method for preparing absorbent composition, the preparation method comprises the following steps: the aluminum precursor with two carboxylate ligands to synthesize crystalline organic / inorganic nano porous materials; based on the organic / inorganic nano porous materials for heat treatment to remove unreacted organic matter; organic / inorganic nano porous materials after heat treatment and metal chloride solution mixed with the metal chloride impregnated into the organic / inorganic nano particles in porous material; removing the solvent by oven drying powder obtained by crushing the mixture; drying product; and the powder by vacuum drying Remove the residual water. According to one embodiment of the invention, the maximum hygroscopicity moisture composition with 0.2g/g to 0.9g/g in P/P0 0.1 to 0.3 load pressure under (adsorption adsorption composition per unit weight of water quantity), so that it can be used in air conditioning, adsorption refrigeration machine, a dehumidifier and air conditioning.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸湿组合物的制备方法、由其制备的吸湿组合物以及用于表面涂层的吸湿组合物
本专利技术涉及一种吸湿组合物，更具体地，涉及一种通过用金属氯化物浸渍有机-无机纳米多孔材料的表面而形成的有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，由该制备方法制备的吸湿组合物及其用途。更具体地，本专利技术涉及一种通过将金属盐浸渍在有机-无机纳米多孔材料的孔中而制备的有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，所述有机-无机纳米多孔材料由与富马酸配位键合的铝形成并且在除湿机、吸湿型制冷机、冷却加热装置等的驱动压力范围内的最大吸湿量为0.4g/g以上；由所述制备方法制备的吸湿组合物；以及包含所述吸湿组合物的用于表面涂层的吸湿组合物。
技术介绍
能源的有效利用目前已经成为全世界范围内的关键问题。特别是，正在积极地进行利用工业领域中产生的多种工业废热的技术的研究。虽然工业废热以多种形式存在，但是大多数工业废热在未被重复利用的情况下已经被废弃。吸附型制冷系统作为一种有效地利用废热能量的方法已经受到极大的关注。从二十世纪八十年代初开始，利用吸附的制冷系统已经使用诸如水、醇、氨等的天然制冷剂和诸如硅胶、沸石、活性炭等的吸附剂。1986年，使用硅胶/水的17kW级吸附型制冷机在日本商业化。目前，NishiyodoKuchouki,Co.,Ltd和MayekawaManufacturingCo.,Ltd已经在其商业化后在日本销售70kW至500kW级吸附型制冷机，并且德国SorTechAG在其开发之后已经销售与太阳能热有关的7.5kW级和15kW级冷却系统。吸附型制冷系统是一种生态友好系统，其可以利用从各个过程中排出的废热作为驱动源，并且与使用水作为制冷剂而引起的臭氧层的破坏无关。虽然在现有的市售吸附型制冷系统中使用硅胶和水，但是硅胶由于其强亲水性而趋于在低水蒸气分压下开始吸附。此外，在吸附型制冷系统的驱动压力范围(P/P0＝0.1至0.3)内，吸附速度慢，不容易解吸，并且每单位吸附剂吸附的水的量显著低，为约0.1g-水/g-吸附剂(g-水/g-吸附剂：每1g的吸附剂吸附的水的克数)。此外，在市售的干燥剂型除湿机、吸附型热泵、除湿转子、冷却加热装置等中使用的吸湿剂主要包括多孔二氧化硅和沸石。具有这种组成的吸湿剂具有低吸湿速率并且达到吸湿量的极限。因此，需要研究和开发一种能够替代上述吸湿剂的惰性吸湿剂。换言之，为了改善包括吸附型制冷系统、干燥剂型除湿机、吸附型热泵等的装置的性能并且降低装置的维护成本，需要研究和开发一种在驱动压力范围内具有高吸水量的惰性吸湿组合物。同时，有机-无机纳米多孔材料作为能够替代多孔结构的硅胶或沸石的材料而受到关注。通常，在室温下，金属容易与具有非共用电子对的有机配体生成配位化合物。配位化合物在水或有机溶剂中聚合以形成三维骨架结构，该化合物通常被称为“金属-有机骨架(MOF)”，并且由于这些化合物具有纳米尺寸的孔同时形成三维骨架结构，因此，这些化合物的一部分也被称为“有机-无机纳米多孔材料”。此外，据报道，通过根据金属离子的配位数和有机配体化合物的类型对有机-无机纳米多孔材料的结构进行改性，可以将有机-无机纳米多孔材料应用于多种领域，并且有机-无机纳米多孔材料具有最大比沸石大3至15倍的表面积。此外，由于在有机-无机纳米多孔材料中存在由无机金属形成的不饱和金属离子位点(其在沸石中不存在)，因此，有机-无机纳米多孔材料具有容易赋予反应性和吸附选择性的优点。关于此，韩国专利登记No.10-0803945(专利技术名称：用于吸湿的有机-无机多孔吸附剂及其制备方法，下文称为现有技术1)提供了一种使用含铜多孔有机-无机杂化材料的吸湿剂，该吸湿剂通过在不添加酸、碱或它们的盐的条件下，通过铜前体与作为有机配体的对苯二甲酸或苯三甲酸之间的反应来制备，使得所述吸湿剂的表面积大于1,000m2/g至小于10,000m2/g，孔体积大于0.7mL/g至小于10mL/g，由此，在60℃至100℃的水分解吸温度下，80重量％以上的吸附的水分在5分钟内解吸。另外，关于此，韩国专利公开No.2011-0019804(下文称为现有技术2)涉及一种有机-无机杂化纳米多孔材料的制备方法和所述有机-无机杂化纳米多孔材料的吸附应用，提供了一种通过使作为铝前体的铝盐与作为有机配体的三(C1-C7)烷基-1,3,5-苯三甲酸酯反应的有机-无机杂化纳米多孔材料，即，MOF的制备方法，并且公开了一种通过使用三(C1-C7)烷基-1,3,5-苯三甲酸酯作为有机配体来增加溶解度并由此改善结晶度，从而合成纯化有机-无机杂化纳米多孔材料的方法，以及将制备的有机-无机杂化纳米多孔材料用作多种气体、水分等的吸附剂的用途。虽然现有技术1提供了一种关于具有改善的结晶度的有机-无机杂化纳米多孔材料的合成的技术以及将所述有机-无机杂化纳米多孔材料用作吸附剂的用途，但是现有技术1尚未公开实质应用所述吸附剂所需要的标准，或者将制备的有机-无机杂化纳米多孔材料制造为在工业上可应用的形式的技术。
技术实现思路
技术问题虽然根据现有技术1的有机-无机多孔吸附剂公开了使用含铜多孔有机-无机杂化材料的吸湿剂的结构及其制备方法，但是根据现有技术1的有机-无机多孔吸附剂具有难以仅通过有机-无机多孔吸附剂来克服吸湿性能的限制的问题。此外，虽然吸湿剂在应用该吸湿剂的吸附型冷冻机、冷却加热装置、除湿机等的驱动压力范围内应当具有优异的吸湿性能，但是存在根据现有技术1的吸湿剂的吸湿性能不适于工业应用的问题。因此，本专利技术的一个目的是提供一种通过用金属氯化物浸渍有机-无机纳米多孔材料的表面而具有改善的吸湿性能的有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物。此外，本专利技术的另一目的是提供一种吸湿组合物，该吸湿组合物在吸附型制冷机、冷却加热装置、除湿机等的驱动压力范围内表现出更有效的吸湿性能，使得所述吸湿组合物能够工业应用；以及所述吸湿组合物的制备方法。另外，本专利技术的另一目的是提供一种关于包含所述有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的用于表面涂层的吸湿组合物的技术。本专利技术要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本专利技术所属
的技术人员从下面的描述应当清楚地理解没有提及的另外的技术问题。技术方案为了实现上述目的，本专利技术的一个实施方案提供一种有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法。根据本专利技术的示例性实施方案，提供一种有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：i)通过铝前体与二羧酸有机配体之间的结晶反应来合成有机-无机纳米多孔材料；ii)将金属氯化物溶解在水中来制备金属氯化物溶液；iii)将所述金属氯化物溶液与所述有机-无机纳米多孔材料混合以用所述金属氯化物浸渍所述有机-无机纳米多孔材料的表面；iv)将步骤iii)的混合物在100℃至200℃的烘箱中干燥预定时间；v)粉碎在步骤iv)中已经进行干燥处理的产物；以及vi)通过对步骤v)结束之后制备的粉末进行真空干燥来制备吸湿组合物。为了实现上述目的，本专利技术的另一实施方案提供一种有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，所述吸湿组合物通过包括合成有机-无机纳米多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机‑无机纳米多孔材料‑金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：i)通过铝前体与二羧酸有机配体之间的结晶反应合成有机‑无机纳米多孔材料；ii)将金属氯化物溶解在水中来制备金属氯化物溶液；iii)将所述金属氯化物溶液与所述有机‑无机纳米多孔材料混合以用所述金属氯化物浸渍所述有机‑无机纳米多孔材料的表面；iv)将步骤iii)的混合物在100℃至200℃的烘箱中干燥预定时间；v)粉碎在步骤iv)中已经进行干燥处理的产物；以及vi)通过对步骤v)结束之后制备的粉末进行真空干燥来制备吸湿组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.05 KR 10-2015-0139906;2016.05.30 KR 10-2011.一种有机-无机纳米多孔材料-金属氯化物杂化吸湿组合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：i)通过铝前体与二羧酸有机配体之间的结晶反应合成有机-无机纳米多孔材料；ii)将金属氯化物溶解在水中来制备金属氯化物溶液；iii)将所述金属氯化物溶液与所述有机-无机纳米多孔材料混合以用所述金属氯化物浸渍所述有机-无机纳米多孔材料的表面；iv)将步骤iii)的混合物在100℃至200℃的烘箱中干燥预定时间；v)粉碎在步骤iv)中已经进行干燥处理的产物；以及vi)通过对步骤v)结束之后制备的粉末进行真空干燥来制备吸湿组合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括以下步骤：在步骤i)和步骤ii)之间，在200℃至400℃的温度下对在步骤i)中制备的有机-无机纳米多孔材料热处理30分钟至360分钟。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，合成所述有机-无机纳米多孔材料的步骤i)包括以下步骤：i-a)将溶剂、二羧酸有机配体和铝前体混合，使得相对于所述溶剂，4重量％至40重量％的所述铝前体和1重量％至10重量％的所述二羧酸有机配体与所述溶剂混合；i-b)搅拌步骤i-a)的混合物，然后在100℃至150℃的温度下使所述铝前体与所述二羧酸有机配体的结晶反应进行预定时间；i-c)对在步骤i-b)中反应结束后的产物进行第一过滤，并将第一过滤后的产物分散在水中以对分散在水中的产物进行超声；i-d)对步骤i-c)的分散液进行第二过滤；以及i-e)对通过第二过滤过程得到的滤渣进行干燥来得到粉末形式的有机-无机纳米多孔材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤i-a)的所述溶剂是选自水、醇类溶剂、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、1,4-二噁烷、氯苯、N-甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中的溶剂，或者是包含它们中的两种以上的混合溶剂。5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤i-a)的所述铝前体包括选自硝酸铝、氯化铝、硫酸铝和氧化铝中的一种或多种化合物。6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴济城，朴仁，权吾卿，
申请(专利权)人：韩国生产技术研究院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR