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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空气除湿和环境湿度管理应用,特别是涉及一种多孔吸湿材料及其制备方法。
技术介绍
1、相对湿度反映了在某一温度下,湿空气中水蒸气接近饱和的程度。相对湿度过高会导致食品发霉变质、金属腐蚀以及诱发人体疾病等问题,对人类的身体健康和生产生活等方面都有不利影响。因此,开发一种吸湿材料进行空气除湿具有极其重要的意义。
2、相比于冷凝除湿和液体吸湿材料除湿,固体吸湿材料具有结构稳定、节能、易于规模化制造等优点,被广泛应用于空气除湿和环境湿度管理等领域。专利申请201710783840.3中公开了一种露点分子筛除湿转轮的制备方法,用于低湿、高温环境下的除湿。然而,分子筛吸湿剂的吸湿能力较低,因此除湿范围有一定的局限性。因此,需要开发一种有高吸湿能力的吸湿剂。
3、亲水性强、吸湿量大的无机吸湿盐与其他吸湿基体复合制备固体吸湿材料被广泛应用于空气除湿。专利申请202010184558.5中公开了一种有氯化锂附着的硅胶除湿转轮。然而,无机吸湿盐存在易液解泄露的问题,会导致吸湿效率降低,以及造成设备腐蚀和存在安全隐患。近年来,研究者们将吸湿盐通过静电作用吸附到多孔材料中,解决泄露问题。纳米纤维素基多孔材料具有较高的孔隙率和比表面积,将吸湿盐负载在纳米纤维素基多孔材料中的方法已有广泛研究。例如,专利申请201911197134.6中公开了纳米纤维素/吸湿剂/吸热碳材料复合气凝胶吸湿材料的制备,该材料具有很好的吸湿性和解吸效率。但是,吸湿材料的吸湿量在很大程度上由孔容量决定,该方法制得的吸湿材料结构坍塌较为严重,无明显
4、因此,专利技术一种多孔吸湿材料及其制备方法,用于解决现有技术中吸湿量低、吸湿盐易泄漏、结构易塌陷、制备工艺复杂、生产效率低等缺陷,是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多孔吸湿材料及其制备方法,本专利技术提供的发多孔吸湿材料结构稳定,吸湿量高,制备方法简便,设备要求低,在空气除湿和环境湿度管理领域有潜在应用。
2、为实现上述专利技术目的,本专利技术提供了如下方案:
3、本专利技术第一方面提供了一种多孔吸湿材料的制备方法,包括以下步骤:
4、(1)将纳米纤维素悬浮液、分子筛和无机吸湿盐混合,搅拌后得到均匀的悬浮液;
5、(2)将步骤(1)得到的悬浮液进行冷冻后,转移入有机溶剂中进行溶剂交换;
6、(3)溶剂交换完成后再进行干燥,得到多孔吸湿材料。
7、作为优选地,步骤(1)中所述纳米纤维素悬浮液的浓度为0.2-2.0wt%。
8、作为优选地,步骤(1)中所述纳米纤维素包括纤维素纳米晶、纤维素纳米纤丝中的一种或两种。
9、作为优选地,所述纤维素纳米晶、纤维素纳米纤丝为从植物原料和/或细菌中提取而得。
10、作为优选地,步骤(1)中所述分子筛选自a型分子筛、x型分子筛中的一种或多种。
11、作为优选地,所述a型分子筛选自钾a(3a)、钠a(4a)、钙a(5a)中的一种或多种。
12、作为优选地,所述x型分子筛选自钙x(10x)、钠x(13x)中的一种或多种。
13、作为优选地,所述分子筛尺寸为30-1200目。
14、作为优选地,步骤(1)中所述无机吸湿盐包括氯化锂、氯化钙、氯化钠、氯化铁溴化锂和硫酸钙中的一种或多种。
15、作为优选地,步骤(1)所述悬浮液中,所述纳米纤维素的浓度为0.2-3.5wt%,分子筛的浓度为0.1-15.0wt%,无机吸湿盐的浓度为0.1-10.0wt%。
16、作为优选地,步骤(2)中所述冷冻的温度为-200~0℃。
17、作为优选地,步骤(2)所述有机溶剂中任选地可添加有无机盐。
18、作为优选地,所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、苯和甲苯中的一种或多种。
19、作为优选地,所述无机盐包括氯化锂、氯化钙、氯化钠、氯化铁溴化锂和硫酸钙中的一种或多种。
20、作为优选地,所述有机溶剂中无机盐的浓度为0-15wt%;最优选地,所述有机溶剂中无机盐的浓度为1-6wt%。
21、作为优选地,步骤(2)中所述溶剂交换的时间为1-48h,溶剂交换的次数为2-6次。
22、作为优选地,步骤(3)中所述干燥的温度为0-120℃。
23、本专利技术第二方面提供了根据上述制备方法制备得到的多孔吸湿材料。
24、本专利技术第三方面提供了上述多孔吸湿材料在空气除湿和环境湿度管理领域中的应用。
25、本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果:
26、(1)本专利技术通过以纳米纤维素作为基体,以分子筛和吸湿盐作为混合物,通过调控比例,制备获得多孔吸湿材料。所得的多孔吸湿材料具有良好的吸湿性、循环稳定性和良好的除湿性等特点,并且解决了现有技术中存在的氯化锂液解、泄露问题,在室内空气除湿和环境湿度调控方面具有显著优势。
27、(2)本专利技术的借助于溶剂交换和常压干燥技术,工艺过程简便快速,没有额外设备需求,具有普遍适用性,易于大规模生产。
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1.一种多孔吸湿材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述纳米纤维素悬浮液浓度为0.2-2.0wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述分子筛选自A型分子筛、X型分子筛中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述无机吸湿盐选自氯化锂、氯化钙、氯化钠、氯化铁、溴化锂和硫酸钙的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合悬浊液中,所述纳米纤维素的浓度为0.2-3.5wt%,分子筛粉末的浓度为0.1-15.0wt%,无机吸湿盐的浓度为0.1-10.0wt%。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、苯和甲苯的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述有机溶剂中任选地可添加有无机盐。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述无机盐包括氯化锂、氯
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述溶剂交换的时间为1-48h,溶剂交换的次数为2-6次。
10.根据权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的多孔吸湿材料。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔吸湿材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述纳米纤维素悬浮液浓度为0.2-2.0wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述分子筛选自a型分子筛、x型分子筛中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述无机吸湿盐选自氯化锂、氯化钙、氯化钠、氯化铁、溴化锂和硫酸钙的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合悬浊液中,所述纳米纤维素的浓度为0.2-3.5wt%,分子筛粉末的浓度为0.1-15.0wt%,无机吸湿盐的浓度为0.1...
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