專利名稱：：一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種吸濕劑及其制備方法，具體涉及一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑的制備方法，適用于空調(diào)除濕系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在當(dāng)今能源短缺、環(huán)境污染日益嚴重的情況下，固體吸附除濕空調(diào)系統(tǒng)以其無污染、可利用低品位能源等獨特的優(yōu)點而成為國內(nèi)外競相開發(fā)的處理空氣過程。固體吸附除濕是利用吸濕劑吸附空氣中的水分的過程，其核心是吸濕劑。因此，開發(fā)用于空調(diào)除濕系統(tǒng)的高效吸附劑是加速除濕空調(diào)商品化進程、提高其與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)競爭力的的關(guān)鍵。目前用于空調(diào)除濕系統(tǒng)的吸濕劑主要有氯化鋰、硅膠、氧化鋁、分子篩。在空調(diào)除濕過程中，吸濕劑除具備比表面積大、足夠的機械強度、顆粒大小均勻的特點，更重要的是，還應(yīng)對水具有強的選擇性吸附能力，保證吸附劑只吸附空氣中的水蒸氣而不吸附其他氣體。現(xiàn)有吸濕劑均存在選擇性差或吸附能力低等問題。氯化鋰雖然吸附量大，但存在腐蝕性、易潮解、再生溫度高的問題。硅膠系列和氧化鋁系列選擇性差，在除濕過程中產(chǎn)生共吸附問題，在吸附水分的同時，也吸附室內(nèi)其他有害氣體，這就造成吸濕劑在再生過程中將有害氣體釋放到室內(nèi)，大大降低室內(nèi)空氣品質(zhì)、損害人體健康。盡管不少文獻報道了改性硅膠吸濕劑，但主要集中在如何提高吸濕量，極少關(guān)注水蒸氣與其他有害氣體的選擇性，特別是水與親水性/極性有害氣體(如NH3、H2S、HCHO等)的選擇性。分子篩系列雖然有較好的選擇性，如選用3A分子篩進行除濕可避免硅膠、氧化鋁系列存在的共吸附問題，但吸附量小，且成本高。因此，亟需一種高選擇性吸濕劑制備方法，滿足空調(diào)除濕系統(tǒng)的需要，并解決現(xiàn)有吸濕劑存在的選擇性差或吸濕能力低的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種不僅對水蒸氣具有高選擇性而且具有高吸濕量，適合應(yīng)用于空調(diào)除濕系統(tǒng)的吸濕劑及其制備方法。本發(fā)明的高選擇性吸濕劑是一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的有機-無機復(fù)合吸濕劑，其內(nèi)核是表面含羥基的無機多孔材料，外殼是親水性聚合物超薄膜。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑，以表面含羥基的無機多孔材料為內(nèi)核，以親水性聚合物超薄膜為外殼，所述外殼是通過縮合、聚合反應(yīng)在內(nèi)核表面接枝親水性聚合物刷，并進一步交聯(lián)后形成親水性聚合物超薄膜外殼；所述的無機多孔材料為表面含羥基的硅膠或分子篩；所述的親水性聚合物為聚丙烯酸類的銨鹽。具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑的方法，包括如下步驟(1)將100200目的無機多孔材料在38%(質(zhì)量)的甲磺酸水溶液中活化310小時后加入到18%(質(zhì)量)的硅垸偶聯(lián)劑的乙醇溶液中，在3070。C下攪拌反應(yīng)624小時后，依次經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到含乙烯基的功能化無機多孔材料；所述的無機多孔材料為表面含羥基的硅膠或分子篩；所述的硅垸偶聯(lián)劑為3-(甲基丙烯酰氧)丙基二甲氧基硅垸；所述功能化硅垸偶聯(lián)劑與無機多孔材料的重量比為0.21.6:1;(2)將步驟(l)得到的含乙烯基的功能化無機多孔材料分散在210%(質(zhì)量)的功能單體水溶液中，攪拌下加入引發(fā)劑引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，在3080。C下反應(yīng)520h，經(jīng)過濾、水洗滌、干燥后得到表面接枝聚合物刷的多孔材料；所述功能單體為丙烯酸類、丙烯酸類與丙烯酸酯類的混合物或者是丙烯酸類與丙烯酰胺類的混合物；所述的功能單體與含乙烯基的功能化無機多孔材料重量比為0.42:1;所述引發(fā)劑為過硫酸鹽；引發(fā)劑與功能單體的質(zhì)量比為0扁0.01:1;(3)將步驟(2)得到的多孔材料加入到含交聯(lián)劑的水-乙醇溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)410h，經(jīng)過濾、水洗、乙醇洗滌，真空干燥后即得到具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑；所述的交聯(lián)劑為二元胺類；交聯(lián)劑與表面接枝聚合物刷的多孔材料的用量比為0.11mmol/g。所述的硅膠的平均孔徑為80100A。所述的分子篩優(yōu)選為X型或A型分子篩。所述的X型分子篩進一步優(yōu)選為13X型分子篩；所述的A型分子篩進一步優(yōu)選為10A或5A型分子篩。所述的丙烯酸類功能單體優(yōu)選為丙烯酸或甲基丙烯酸；所述的丙烯酸酯類功能單體優(yōu)選為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸丁酯；所述的丙烯酰胺類功能單體為丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。所述的二元胺類優(yōu)選為乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、苯二胺、聯(lián)苯二胺、羥基乙二胺或羥乙基乙二胺。所述的過硫酸鹽優(yōu)選為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。采用真空重量法測定實施例得到的吸濕劑對水、硫化氫、氨氣、甲醛、甲苯的吸附性能，其吸濕量和對水的選擇性均高于常規(guī)吸濕劑硅膠/分子篩。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果1、本發(fā)明得到的高選擇性吸濕劑，以吸濕量大的硅膠或分子篩為內(nèi)核、通過在其表面接枝形成超薄的親水性聚合物外殼以控制吸濕劑孔口的大小，實現(xiàn)高選擇性吸附水蒸氣。同時，超薄的聚合物外殼不僅對水在吸濕劑中的傳質(zhì)影響很小而且不影響內(nèi)核的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，從而保證該吸濕劑在選擇性提高的同時保持高的吸濕量。吸附性能測試結(jié)果表明，本發(fā)明所制得的吸濕劑對水蒸氣的吸附選擇性遠遠高于常規(guī)吸濕劑硅膠/分子篩，其吸濕量高于常規(guī)的硅膠/分子篩。結(jié)果表明，本發(fā)明制得的吸濕劑不僅對水蒸氣具有高選擇性而且具有高吸濕量，適合應(yīng)用于空調(diào)除濕系統(tǒng)。2、本發(fā)明得到的高選擇性吸濕劑，其選擇性可通過在制備過程中調(diào)節(jié)聚合物外殼的交聯(lián)度及功能單體的親水性來控制，不僅適用于固體吸附除濕空調(diào)系統(tǒng)，也可適用于其他工程的氣體除濕。3、本發(fā)明制得的高選擇性吸濕劑，直接以市售的硅膠或分子篩為內(nèi)核，采用表面接枝方法在內(nèi)核表面形成超薄的親水性聚合物外殼，沒有苛刻的合成條件要求，制備工藝簡單，成木低廉。圖1為本發(fā)明具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑的制備過程示意圖。具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地描述。如圖1所示，將表面含羥基的無機多孔材料先進行活化處理后，與硅烷偶聯(lián)劑經(jīng)水解縮合形成乙烯基化的無機多孔材料；再與丙烯酸類單體發(fā)生自由基聚合反應(yīng)形成表面接枝聚合物刷的無機多孔材料，進一步與二元胺類化合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成表面接枝致密的聚丙烯酸類銨鹽超薄膜外殼的無機多孔材料，即得到具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑。其中超薄的聚合物外殼起到控制吸濕劑孔口大小的作用，而不改變無機多孔材料內(nèi)核的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)?；谖椒肿拥拇笮〖皹O性不同，所形成的吸濕劑可通過調(diào)節(jié)聚合物殼層的致密度和親水性實現(xiàn)選擇性吸附。同時，超薄的聚合物外殼對水在吸濕劑中的傳質(zhì)影響很小，從而保證該吸濕劑在選擇性提高的同時保持高的吸濕量。實施例1將10g100-200目硅膠在150mL5%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化6h后加入到200mL4Q/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，30°C下攪拌反應(yīng)24h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-SiO2加入到200mL6%(質(zhì)量濃度)的甲基丙烯酸的水溶液中，攪拌下加入0.12g過硫酸銨引發(fā)聚合反應(yīng)，30。C下反應(yīng)20h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-Si02加入到乙二胺(0.3g,5mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為9:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)6h，經(jīng)過濾、水洗、乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。所得的吸濕劑表面是一層致密的親水性聚合物超薄膜，被吸附氣體首先在聚合物膜吸附，經(jīng)擴散進入多孔硅膠內(nèi)核。因此，可根據(jù)吸附氣體分子的大小差異，通過控制聚合物膜的致密度實現(xiàn)選擇性吸附。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附容量為50%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于5%，水/硫化氫的選擇性為10，水/氨氣的選擇性為16.7，水/甲醛的選擇性為25，水/甲苯的選擇性大約50，數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例2將10g100-200目硅膠在200mL8%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100。C下活化10h后加入到200mL8%(質(zhì)量濃度)的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，50°C下攪拌反應(yīng)18h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-Si02加入到200mL10%的丙烯酸的水溶液中，攪拌下加入0.2g過硫酸鉀引發(fā)聚合反應(yīng)，30。C下反應(yīng)15h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-Si02加入到丁二胺(0.88g,10mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為5:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)10h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為54%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于2，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例3將5g100-200目硅膠在80mL3%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100。C下活化3h后加入到100mLl。/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，70。C下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-Si02加入到100mL2y。的丙烯酸-甲基丙烯酸羥乙酉旨(丙烯酸與甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量比為3:1)的水溶液中，攪拌下加入0.004g過硫酸銨引發(fā)聚合反應(yīng)，80。C下反應(yīng)5h，所得到的固體經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-Si02加入到乙二胺(0.03g，0.5mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為10:l)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)4h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為45%，對NH3、H2S、HCH0及甲苯的吸附量均小于7，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例4將15gl00-200目硅膠在200mL7%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化8h后加入到300mL8。/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，70°C下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-SK)2加入到300mL5%的丙烯酸-甲基丙烯酰胺(丙烯酸與甲基丙烯酰胺的質(zhì)量比為6:1)的水溶液中，攪拌下加入0.09g過硫酸鈉引發(fā)聚合反應(yīng)，50cc下反應(yīng)10h，所得到的固體經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-SiO2加入到乙二胺(0.54g,9mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為10:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)8h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為52%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于3，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例5將20g100-200目硅膠在300mL6%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化6h后加入到400mL8y。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，60°C下攪拌反應(yīng)8h，反應(yīng)混合物物經(jīng)過濾、乙醇洗漆、.干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-Si02加入到400mL5%的甲基丙烯酸-丙烯酸羥丙酯(甲基丙烯酸與丙烯酸羥丙酯質(zhì)量比為4:1)的水溶液中，攪拌下加入0.1g過硫酸銨引發(fā)聚合反應(yīng)，70。C下反應(yīng)5h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-Si02加入到對苯二胺(0.624g,4mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為3:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)6h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為50%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于3，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例6將10g100-200目硅膠在150mL5%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化7h后加入到200mL6%的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，70°C下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-Si02加入到200mL5%的丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯(質(zhì)量比為7:1)的水溶液中，攪拌下加入0.08g過硫酸鉀引發(fā)聚合反應(yīng)，60。C下反應(yīng)8h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-SiO2加入到丙二胺(0.148g,1mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為5:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)7h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為50%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于5，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例7將10gl00-200目硅膠在150mL4%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化6h后加入到200mL4。/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，6(TC下攪拌反應(yīng)8h，反應(yīng)物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的硅膠MA-Si02;將所得的MA-Si02加入到200mL8%的甲基丙烯酸-甲基丙烯酸羥乙酯(甲基丙烯酸與甲基丙烯酸羥乙酯質(zhì)量比為6:1)的水溶液中，攪拌下加入0.12g過硫酸鉀引發(fā)聚合反應(yīng)，50。C下反應(yīng)14h，所得到的固體經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的硅膠PMA-Si02;將所得PMA-Si02加入到羥基乙二胺(0.15g,4mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為15:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)6h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為54%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于3，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例8將10gl3X分子篩在150mL8%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100。C下活化6h后加入到200mL6。/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，70°C下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的分子篩MA-MS;將所得的MA-MS加入到200mL5%的丙烯酸-丙烯酰胺(丙烯酸與丙烯酰胺質(zhì)量比為l:l)的水溶液中，攪拌下加入0.06g過硫酸銨引發(fā)聚合反應(yīng)，70。C下反應(yīng)5h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的分子篩PMA-MS;將所得的PMA-MS加入到羥乙基乙二胺(0.41g,2mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為15:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)9h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為46%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于2，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例9將10g10A分子篩在200mL5%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化6h后加入到200mL3。/。的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，70°C下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的分子篩MA-MS;將所得的MA-MS加入到200mL5%的甲基丙烯酸-丙烯酸羥乙酯(甲基丙烯酸與丙烯酸羥乙酯質(zhì)量比為2:1)的水溶液中，攪拌下加入0.1g過硫酸銨引發(fā)聚合反應(yīng)，40。C下反應(yīng)9h，所得到的固體經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的分子篩PMA-MS;將所得的PMA-MS加入到聯(lián)苯二胺(0.848g,8mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為2:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)6h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為41%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于1，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表I和表2。實施例10將10g10A分子篩在200mL.8%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化6h后加入到200mL8%的3-(甲基內(nèi)烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸的乙醇溶液中，70°C下攪拃反應(yīng)10h，反應(yīng)物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的分子篩MA-MS;將所得的MA-MS加入到200mL4。/。的丙烯酸-丙烯酸丁酯(丙烯酸與丙烯酸丁酯質(zhì)量比為8:1)的水溶液中，攪拃下加入0.05g過硫酸鉀引發(fā)聚合反應(yīng)，80。C下反應(yīng)5h，所得到的固體經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的分子篩PMA-MS;將所得的PMA-MS加入到乙二胺(0.12g,2mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為20:l)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)8h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。采用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為40%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于1，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。實施例11將10g5A分子篩在150mL6%(質(zhì)量濃度)甲磺酸水溶液中100°C下活化7h后加入到200mL4%的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，50°C下攪拌反應(yīng)10h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到表面含雙鍵的分子篩MA-MS;將所得的MA-MS加入到200mL3%甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸與丙烯酸甲酯質(zhì)量比為IO:I)的水溶液中，攪拌下加入0.012g過硫酸鈉引發(fā)聚合反應(yīng)，60。C下反應(yīng)14h，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾、乙醇洗滌，干燥后即得到表面接枝聚合物刷的分子篩PMA-MS;將所得的PMA-MS加入到己二胺(0.06g，1mmol)的水-乙醇(水與乙醇的體積比為4:1)溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)6h，經(jīng)過濾、水/乙醇洗滌后，真空干燥即得到高選擇性吸濕劑。釆用真空重量法進行吸附測定，水蒸氣的吸附量為36%，對NH3、H2S、HCHO及甲苯的吸附量均小于l，具體吸附量及選擇性數(shù)據(jù)列于表1和表2。表1各種吸濕劑對H20、H2S、NH3、HCHO、甲苯的吸附量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2各種吸濕劑的吸附選擇性<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表1和表2的吸附性能數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明所制備的吸濕劑對水的吸附量為4554%，對氨氣的吸附量低于5%，對硫化氫的吸附量低于7%，對甲醛的吸附量低于2%，對甲苯的吸附量低于1%。與常規(guī)吸濕劑硅膠相比，以硅膠為內(nèi)核的吸濕劑對水的吸附選擇性遠高于硅膠，其吸濕量是硅膠的1.2-1.8倍；與常規(guī)吸濕劑分子篩(如13X,10A)相比，以分子篩為內(nèi)核的吸濕劑對水的吸附選擇性遠高于分子篩，其吸濕量是分子篩的1.8-2.3倍；與目前高選擇性的3A分子篩相比，本發(fā)明所制備的吸濕劑的選擇性與3A分子篩相當(dāng)，而吸濕量是3A分子篩的34倍。以上結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的吸濕劑具有選擇性高、吸濕量大的優(yōu)點。權(quán)利要求1.一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑，其特征是該吸濕劑以表面含羥基的無機多孔材料為內(nèi)核、親水性聚合物超薄膜為外殼，所述外殼是通過縮合、聚合反應(yīng)在內(nèi)核表面接枝親水性聚合物刷，并進一步交聯(lián)后形成親水性聚合物超薄膜外殼；所述的無機多孔材料為表面含羥基的硅膠或分子篩；所述的親水性聚合物為聚丙烯酸類的銨鹽。2、制備權(quán)利要求1所述的具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑的方法，其特征在于包括如下歩驟(1)將100200目的無機多孔材料在38%(質(zhì)量)的甲磺酸水溶液中活化310小時后加入到18%(質(zhì)量)的硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液中，在3070。C下攪拌反應(yīng)624小時后，依次經(jīng)過濾、乙醇洗滌、干燥后得到含乙烯基的功能化無機多孔材料；所述的無機多孔材料為表面含羥基的硅膠或分子篩；所述的硅垸偶聯(lián)劑為3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；所述功能化硅垸偶聯(lián)劑與無機多孔材料的重量比為0.21.6:1;(2)將步驟(l)得到的含乙烯基的功能化無機多孔材料分散在210%(質(zhì)量)的功能單體水溶液中，攪拌下加入引發(fā)劑引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，在3080。C下反應(yīng)520h，經(jīng)過濾、水洗滌、干燥后得到表面接枝聚合物刷的多孔材料；所述功能單體為丙烯酸類、丙烯酸類與丙烯酸酯類的混合物或者是丙烯酸類與丙烯酰胺類的混合物;所述的功能單體與含乙烯基的功能化無機多孔材料重量比為0.42:1;所述引發(fā)劑為過硫酸鹽；引發(fā)劑與功能單體的質(zhì)量比為0.0020.01:1;(3)將步驟(2)得到的多孔材料加入到含交聯(lián)劑的水-乙醇溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)410h，經(jīng)過濾、水洗、乙醇洗漆，真空干燥后即得到具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑；所述的交聯(lián)劑為二元胺類；交聯(lián)劑與表面接枝聚合物刷的多孔材料的用量比為0.11mmol/g。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的硅膠的平均孔徑為80100A。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的分子篩為X型或A型分子篩。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的X型分子篩為13X型分子篩；所述的A型分子篩為10A或5A型分子篩。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的丙烯酸類功能單體為丙烯酸或甲基丙烯酸；所述的丙烯酸酯類功能單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸丁酯；所述的丙烯酰胺類功能單體為丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的二元胺類為乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、苯二胺、聯(lián)苯二胺、羥基乙二胺或羥乙基乙二胺。8、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述的過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。全文摘要本發(fā)明公開了一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑及其制備方法。該吸濕劑是以表面含羥基的無機多孔材料為內(nèi)核、親水性聚合物超薄膜為外殼的有機-無機復(fù)合吸附劑，外殼是通過縮合、聚合反應(yīng)在內(nèi)核表面接枝親水性聚合物刷，并進一步交聯(lián)后形成親水性聚合物超薄膜外殼。制備方法是先將經(jīng)活化處理后的表面含羥基的無機多孔材料與硅烷偶聯(lián)劑經(jīng)水解縮合形成乙烯基化的無機多孔材料；再與丙烯酸類單體發(fā)生自由基聚合反應(yīng)后，進一步與二元胺類化合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，即得到具有殼-核結(jié)構(gòu)的高選擇性吸濕劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的吸濕劑選擇性高、吸濕量大；選擇性易于控制，可滿足不同應(yīng)用場合的要求；制備工藝簡單、成本低廉。文檔編號C08F292/00GK101381437SQ200810199158公開日2009年3月11日申請日期2008年10月15日優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日發(fā)明者莉張,張立志,裴麗霞申請人:華南理工大學(xué)