專利名稱：一種提高硅藻土調濕性的方法
技術領域：
本發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濕性的方 法。
背景技術：
空氣濕度是一個與人們生活和生產有密切關系的重要環境參數。基于傳統的機械 式調濕手段(空調和加濕器)存在的能耗大、“建筑室內綜合癥”等問題，調濕材料應運而 生。調濕材料是指依靠自身的吸放濕性能，感應空氣濕度的變化，自動調節空氣相對濕度的 材料。它不僅是解決室內濕環境舒適度的重要方法，而且在環保節能方面有著重要的意義。近年來國內外開發的調濕材料，大多集中在硅膠、高分子聚合物、無機鹽、無機礦 物質以及復合材料。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中呈現 較嚴重的滯后現象。高分子類的調濕材料如聚丙烯酸(PAA)，內部松散的網絡結構和強親水 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，而且常溫下不穩定，極容易產生鹽析。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沉積巖(非晶質二氧化硅)，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 秀的吸水性和調濕潛質。硅藻土原礦土和提純后的硅藻土在T = 20°C、相對濕度RH = 88% 的恒溫恒濕環境中，其飽和吸濕率為5%和8%，限制了其在調濕領域的發展。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對硅藻土調濕性較低，提供一種提高硅藻土調濕性 的改性硅藻土的制備方法。一種提高硅藻土調濕性的方法，其特征在于將硅藻土與質量百分比濃度為 10% 30%的無機鹽水溶液，以1 3 1 5的質量比，在50 80°C下反應30 90min， 抽濾干燥后得硅藻土基調濕材料；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，加水調成成質量百分比濃度為40%的礦漿，加入六偏磷酸 鈉，六偏磷酸鈉的加入量為礦漿質量的0. 5%，擦洗20min ；對擦洗產物進行攪拌稀釋，質量 百分比濃度為10% 15%，并過100目篩，加NaOH，調節礦漿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量百分比濃度為60%的硫酸，以質量比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。本發明的特點
本發明將硅藻土的孔結構調濕和無機鹽飽和蒸汽壓調濕兩種調濕手段有機結合， 有效地調節空氣濕度，同時克服了各自在調濕領域應用的缺點。通過本方法制備的硅藻土 基調濕材料在T = 20°C、相對濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，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、調濕緩沖能力強，從而使硅藻土基調濕材料具有優異的調濕性。無機鹽作用無機鹽與水發生化學反應，進一步增大濕容量和吸濕速度，同時無機 鹽的存在影響環境的飽和蒸汽壓，有利于水蒸氣的吸附。
圖1本發明預處理后硅藻土的掃描電鏡圖
圖2具體實施 歹1產物的掃描電鏡圖
圖3具體實施 歹1產物的吸脫附曲線
圖4具體實施 歹1產物的孔徑分布曲線
圖5具體實施 歹2產物的掃描電鏡和微區能譜分析圖
圖6具體實施 歹3產物的掃描電鏡圖
圖7具體實施 歹3產物的吸脫附曲線
圖8具體實施 歹3產物的孔徑分布曲線
圖9具體實施 歹4產物的掃描電鏡圖
圖10具體實施例4產物的吸脫附曲線
圖11具體實施例4產物的孔徑分布曲線。
具體實施例方式實例1氯化鋰-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為10%的氯化鋰水溶液，以1 3的質量比，在50°C下反應 30min，抽濾干燥后即得本發明氯化鋰修飾硅藻土調濕材料。調性性能為在T = 20°C、相 對濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，其飽和吸濕率為98% ；在T = 20°C、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率為12. 1%。實例2氯化鋰-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鋰水溶液，以1 5的質量比，在80°C下反應 30min，抽濾干燥后即得本發明氯化鋰修飾硅藻土調濕材料。調性性能為在T = 20°C、相 對濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，其飽和吸濕率為110% ；在T = 20°C、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率為14. 3%。實例3氯化鈉-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鈉水溶液，以1 5的質量比，在60°C下反應 30min，抽濾干燥后即得本發明氯化鈣修飾硅藻土調濕材料。調濕性能為在T = 20°C、相對 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，飽和吸濕率為27%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15%
4的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率為3. 4%。實例4氯化鈣-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鈣水溶液，以1 5的質量比，在60°C下反應 30min，抽濾干燥后即得本發明氯化鈣修飾硅藻土調濕材料。調濕性能為在T = 20°C、相對 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，飽和吸濕率為90% ；在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率為11. 4%。實例5氯化鈣-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鈣水溶液，以1 3的質量比，在50°C下反應 90min，抽濾干燥后即得本發明氯化鈣修飾硅藻土調濕材料。調濕性能為在T = 20°C、相對 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，飽和吸濕率為67%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率為7. 3 %。實例6氯化鎂-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鎂水溶液，以1 3的質量比，在60°C下反應 60min，抽濾干燥后即得本發明氯化鈣修飾硅藻土調濕材料。調濕性能為在T = 20°C、相對 濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，飽和吸濕率為56%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15% 的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率約為6. 5%。實例7氯化鎂-硅藻土調濕材料將硅藻土與質量分數為30%的氯化鎂水溶液，以1 5的質量比，在80°C下反應 90min，抽濾干燥后得氯化鈉修飾的硅藻土調濕材料。抽濾干燥后即得本發明氯化鈣修飾硅 藻土調濕材料。調濕性能為在T = 20°C、相對濕度RH = 88%的恒溫恒濕環境中，飽和吸 濕率為62%，在T = 20°C、相對濕度RH = 15%的恒溫恒濕環境中，飽和放濕率約為8. 5%。
權利要求
1.一種提高硅藻土調濕性的方法，其特征在于將硅藻土與質量百分比濃度為10% 30%的無機鹽水溶液，以1 3 1 5的質量比，在50 80°C下反應30 90min，抽濾 干燥后得硅藻土基調濕材料；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.根據權利要求1所述的一種提高硅藻土調濕性的方法，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，加水調成成質量百分比濃度為40%的礦漿，加入六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉的加入 量為礦漿質量的0. 5%，擦洗20min ；對擦洗產物進行攪拌稀釋，質量百分比濃度為10% 15%，并過100目篩，加NaOH，調節礦漿PH為8 9，靜止沉降10h，除去懸浮物；最后將得 到的硅藻土與質量百分比濃度為60%的硫酸，以質量比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
一種提高硅藻土調濕性的方法涉及一種日用化學品技術領域。本發明特征在于將硅藻土與質量百分比濃度為10％～30％的無機鹽水溶液，以1∶3～1∶5的質量比，在50～80℃下反應30～90min，抽濾干燥后得硅藻土基調濕材料；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，修飾強化后的調濕材料吸濕率可達110％。本發明中無機鹽和硅藻土多孔體相互固定，提供一種具有高調濕性能的調濕功能材料。
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 優先權日2010年12月30日
發明者卜倉友, 孔偉, 杜玉成, 夢琪, 王從曾, 顏晶 申請人:北京工業大學