專利名稱：一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種日用化學品技術領域，具體地說，是一種提高硅藻土調(diào)濕性的方 法。
背景技術：
空氣濕度是一個與人們生活和生產(chǎn)有密切關系的重要環(huán)境參數(shù)?；趥鹘y(tǒng)的機械 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”等問題，調(diào)濕材料應運而 生。調(diào)濕材料是指依靠自身的吸放濕性能，感應空氣濕度的變化，自動調(diào)節(jié)空氣相對濕度的 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。近年來國內(nèi)外開發(fā)的調(diào)濕材料，大多集中在硅膠、高分子聚合物、無機鹽、無機礦 物質(zhì)以及復合材料。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，同時吸水膨脹性也導致放濕性能差，特別是水的吸附與解析循環(huán)中呈現(xiàn) 較嚴重的滯后現(xiàn)象。高分子類的調(diào)濕材料如聚丙烯酸(PAA)，內(nèi)部松散的網(wǎng)絡結構和強親水 性基團決定其有最高的吸水率和保水性，然而大分子結構也造成吸放濕的速度慢，放濕性 能差。無機鹽與水發(fā)生化學反應而吸濕，吸濕量大、且吸濕速度快，但是由于大部分固體無 機鹽隨著吸濕量的增加，自身會慢慢潮解，而且常溫下不穩(wěn)定，極容易產(chǎn)生鹽析。無機礦物 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80 90 %，特殊的孔結構和表面親水性羥基結構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)濕領域的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對硅藻土調(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%的無機鹽水溶液，以1 3 1 5的質(zhì)量比，在50 80°C下反應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 ；所述無機鹽為LiCl、MgCl2、CaCl2、NaCl中的一種。若所用的硅藻土的純度和孔結構達不到上述要求，則需對硅藻土進行預處理首 先將硅藻原礦土，放入擦洗機中，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 ；對擦洗產(chǎn)物進行攪拌稀釋，質(zhì)量 百分比濃度為10% 15%，并過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
本發(fā)明將硅藻土的孔結構調(diào)濕和無機鹽飽和蒸汽壓調(diào)濕兩種調(diào)濕手段有機結合， 有效地調(diào)節(jié)空氣濕度，同時克服了各自在調(diào)濕領域應用的缺點。通過本方法制備的硅藻土 基調(diào)濕材料在T = 20°C、相對濕度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構，作為蓄水的容器，能賦予良好的濕容量和 吸水性；豐富的的通孔結構和高的孔隙率，有利于水蒸氣的擴散，吸放濕速度快，對濕度響 應敏感。同時作為無機鹽的吸濕載體，有效地緩解了無機鹽的吸濕潮解。濕容量大、濕度響 應快、調(diào)濕緩沖能力強，從而使硅藻土基調(diào)濕材料具有優(yōu)異的調(diào)濕性。無機鹽作用無機鹽與水發(fā)生化學反應，進一步增大濕容量和吸濕速度，同時無機 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)明預處理后硅藻土的掃描電鏡圖
圖2具體實施 歹1產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖3具體實施 歹1產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖4具體實施 歹1產(chǎn)物的孔徑分布曲線
圖5具體實施 歹2產(chǎn)物的掃描電鏡和微區(qū)能譜分析圖
圖6具體實施 歹3產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖7具體實施 歹3產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖8具體實施 歹3產(chǎn)物的孔徑分布曲線
圖9具體實施 歹4產(chǎn)物的掃描電鏡圖
圖10具體實施例4產(chǎn)物的吸脫附曲線
圖11具體實施例4產(chǎn)物的孔徑分布曲線。
具體實施例方式實例1氯化鋰-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為10%的氯化鋰水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在50°C下反應 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、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為12. 1%。實例2氯化鋰-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鋰水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在80°C下反應 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、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為14. 3%。實例3氯化鈉-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鈉水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在60°C下反應 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 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為27%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15%
4的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為3. 4%。實例4氯化鈣-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鈣水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在60°C下反應 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 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為90% ；在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為11. 4%。實例5氯化鈣-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鈣水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在50°C下反應 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 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為67%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率為7. 3 %。實例6氯化鎂-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鎂水溶液，以1 3的質(zhì)量比，在60°C下反應 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 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和吸濕率為56%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率約為6. 5%。實例7氯化鎂-硅藻土調(diào)濕材料將硅藻土與質(zhì)量分數(shù)為30%的氯化鎂水溶液，以1 5的質(zhì)量比，在80°C下反應 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、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環(huán)境中，飽和放濕率約為8. 5%。
權利要求
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%的無機鹽水溶液，以1 3 1 5的質(zhì)量比，在50 80°C下反應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 ；所述無機鹽為 LiCl, MgCl2, CaCl2, NaCl 中的一種。
2.根據(jù)權利要求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 土的純度和孔結構達不到上述要求，則需對硅藻土進行預處理首先將硅藻原礦土，放入擦 洗機中，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 ；對擦洗產(chǎn)物進行攪拌稀釋，質(zhì)量百分比濃度為10% 15%，并過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 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品技術領域。本發(fā)明特征在于將硅藻土與質(zhì)量百分比濃度為10％～30％的無機鹽水溶液，以1∶3～1∶5的質(zhì)量比，在50～80℃下反應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；所述無機鹽為LiCl、MgCl2、CaCl2、NaCl中的一種。硅藻土要達到一定的純度、比表面積和孔體積，作為水蒸氣進出的孔道和蓄水的容器，同時也具備一定的吸濕和放濕性能。無機鹽的修飾進一步強化了硅藻土的吸濕性，修飾強化后的調(diào)濕材料吸濕率可達110％。本發(fā)明中無機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B01J20/30GK102120175SQ20101061602
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者卜倉友, 孔偉, 杜玉成, 夢琪, 王從曾, 顏晶 申請人:北京工業(yè)大學