轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用的各種改良的硅膠吸附材料

與復(fù)合材料技術(shù)不同，硅膠改性技術(shù)是從硅膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)著手，對(duì)硅膠表面進(jìn)行改性，可使其性能得到大幅提高。在硅膠結(jié)構(gòu)中摻雜B3+、Ge4+、P5+等順磁性離子，并通過(guò)輻射法使其產(chǎn)生磁性中心，在硅膠結(jié)構(gòu)中形成結(jié)構(gòu)缺陷，可提高硅膠孔容和比表面積，增大其吸附能力。采用中子流輻射制備了硼摻雜硅膠，結(jié)果顯示改性后的硅膠對(duì)水分的吸附量增加23％，且降低了材料再生需熱。但是由于采用輻射方法，實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求高，設(shè)備投入較大，不適合于工業(yè)化應(yīng)用。但這種方法給出了提高硅膠吸附性能的一條有效途徑，即對(duì)硅膠結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素?fù)诫s，在硅膠中形成結(jié)構(gòu)缺陷，提高比表面積，增強(qiáng)吸附性能。

將無(wú)機(jī)纖維基材浸入水玻璃中浸透后烘干，再浸入外加酸的鋁鹽溶液中，水玻璃與酸反應(yīng)得到硅膠，同時(shí)發(fā)生離子交換及共沉積作用生成硅酸鋁，充分反應(yīng)后經(jīng)烘干即得硅酸鋁(鋁摻雜硅膠、鋁鍵合硅膠)吸附劑。由于二氧化硅、三氧化二鋁都是吸附能力較強(qiáng)的吸附材料，它們的復(fù)合氧化物的吸附性能較純硅膠增加50％以上。同時(shí)，材料的熱穩(wěn)定性較純硅膠大為增強(qiáng)，經(jīng)反復(fù)較高溫度再生也不會(huì)出現(xiàn)熔融、孔道塌陷堵塞等現(xiàn)象。材料的機(jī)械強(qiáng)度也有所增加，粘附在除濕轉(zhuǎn)輪上的吸附材料經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)也不會(huì)出現(xiàn)掉粉、破碎現(xiàn)象，克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的系統(tǒng)中使用硅膠材料吸附劑存在的不足。

硅酸鈦(或鈦摻雜硅膠、鈦鍵合硅膠)吸附材料已應(yīng)用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中，由于這種新型吸附材料，在吸附性能、耐熱性能、機(jī)械性能等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，人們稱其為“超級(jí)硅膠。與硅酸鋁的原理相似，可提高其吸附性能、耐熱性能等，能吸附更多水分。與鋁不同的是，鈦在硅膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中可以發(fā)生變價(jià)，在硅膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中形成較多晶格缺陷，增大其比表面積，從而更進(jìn)一步增加其吸附性能。