調(diào)濕材料,是指能夠根據(jù)自身的吸濕排濕性能來感知被調(diào)節(jié)空間中的空氣溫度和濕度變化,并自動調(diào)節(jié)空氣的相對濕度而不消耗人造能量的材料,它對于改善人類居住環(huán)境的濕熱環(huán)境和改善物品的存儲質(zhì)量大有裨益,能夠有效減少能源消耗,確保生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。天然沸石的孔穴中大部分含有沸石水和其他雜質(zhì),很容易形成堵塞,并且互連程度也很差。如果直接使用天然沸石,其吸附能力通常不能達到要求。為了使天然沸石具有良好的吸收和釋放性效果更好,必須對天然沸石進行改性,使其具有更大的比表面積和孔隙率。

將粗Zeolite礦石進行球磨和篩分,以獲得不同粒徑的沸石粉末。沸石粉末的形貌特征是通過掃描電子顯微鏡獲得的,如圖1所示。從沸石礦石的橫截面可以看出,其由許多簇狀的棒狀細小纖維狀晶粒和片狀晶體組成。晶粒以徑向和不規(guī)則的方式堆疊。上述兩種聚集方法之間存在大量的細晶粒。沸石內(nèi)部具有大量微孔結(jié)構(gòu)的孔使水分子能夠進出沸石并具有儲水功能。

首先,進行修飾處理和表征。在經(jīng)過球磨后,過篩得到不同粒徑的沸石,然后通過熱改性工藝,將適當(dāng)粒度的沸石粉在烤箱或馬弗爐中烘烤,并在干燥器中冷卻至室溫以密封保存;堿處理改性:將適當(dāng)大小的沸石粉,在不同濃度的氫氧化鈉溶液中處理一定的時間,然后將改性的沸石洗滌至中性,離心,在烤箱中干燥或在馬弗爐中烘烤,然后干燥將該容器冷卻至室溫并密封以進行存儲。

其次,調(diào)濕實驗調(diào)濕性能測試:準(zhǔn)備飽和氯化鉀溶液和飽和氯化鎂溶液(在25℃下飽和氯化鉀溶液的相對濕度為84%,飽和氯化鉀溶液的相對濕度為33%)并放入將它們放在干凈的地方。在干燥器中,溶液的體積大于干燥器體積的1/3,并確保溶液中有晶體。干燥器放置在溫度恒定為25°C的房間中。此時,兩個干燥器中的穩(wěn)定濕度分別為84%和33%。稱量一定量的樣品(約5g),并將其放在相對濕度為84%的干燥器中。使用分析天平確定樣品的吸濕率隨時間變化的曲線,即吸濕曲線。水分飽和后,將樣品轉(zhuǎn)移到相對濕度。在濕度為33%的干燥機中,使用分析天平確定樣品的水分釋放率隨時間變化的曲線,即水分釋放曲線。

第三,將沸石球磨并篩分以獲得不同粒徑的沸石。從理論上講,球磨沸石可以增加比表面積,增加與空氣的接觸面積,并增加水分的吸收和解吸速率。圖2示出了不同粒徑的沸石的濕度控制性能的測試結(jié)果。從圖2的曲線的斜率可以看出,尺寸越小,吸濕和脫附速率越大。當(dāng)粒徑小于0.15mm時,水分吸收和解吸速率開始降低、變小。

實驗表明,隨著沸石粒度的減小,吸濕和解吸速率增加,但沸石粒度越細,吸濕和解吸速率就越大。當(dāng)粒徑小于0.15mm時,水分吸收和解吸速率開始降低。通過分析沸石的微觀結(jié)構(gòu)與調(diào)濕性能之間的關(guān)系,可以得出結(jié)論,孔徑分布對調(diào)濕材料的調(diào)濕性能起著決定性的作用,其次是比表面積。NaOH質(zhì)量摩爾濃度為1mol/L,干燥溫度為200℃。在一定條件下進行處理后,得到的改性沸石具有許多內(nèi)部的介孔結(jié)構(gòu),其微孔,中孔和大孔之間具有良好的匹配性,并且具有良好的吸濕和釋放性能。