一種用于空氣取水的高效吸附劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于空氣取水的吸附劑，該吸附劑由蒙脫石、纖維紙和活性炭按下述重量百分比組成，蒙脫石40％～70％、纖維紙20％～50％、活性炭1％～20％。本發(fā)明提供的該吸附劑的吸水率在空氣取水技術(shù)的應(yīng)用中得到極大提高，同時(shí)又能降低成本，從而使空氣取水技術(shù)能低成本地投入應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】—種用于空氣取水的高效吸附劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及吸濕材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于空氣取水的高效吸附劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人口的爆炸性增長(zhǎng)，人類對(duì)淡水資源的需求急劇增力口，加之在世界的許多地方由于水資源保護(hù)意識(shí)不夠所造成的淡水資源嚴(yán)重浪費(fèi)和水污染現(xiàn)象，使得原本就不豐富的淡水資源更加稀少。然而淡水資源就像空氣一樣是人類賴以生存的必要條件。目前通過(guò)傳統(tǒng)方式，如開采地下水、抽取河流水、海水淡化等已難以滿足人類的淡水需求。所以隨著時(shí)間的推移人們不得不面對(duì)著淡水資源匱乏的巨大問(wèn)題。同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，人類在淡水資源缺乏的地方(如沙漠)活動(dòng)越來(lái)越頻繁，這些活動(dòng)都離不開淡水的供應(yīng)保障，因此，如何在上述地區(qū)有效的獲取淡水資源來(lái)取代原先落后的供水途徑，已經(jīng)成為人類共同擔(dān)心和急需解決的難題。除了自然存在的傳統(tǒng)形式的淡水資源外，在空氣中所含有的水蒸氣也可以成為淡水資源的重要來(lái)源，大氣中的淡水資源是全球水循環(huán)的必經(jīng)途徑，可見大氣中淡水資源的水量之大。因此，空氣取水技術(shù)理所當(dāng)然的成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。
[0003]在全球淡水資源浪費(fèi)及污染嚴(yán)重而導(dǎo)致淡水缺乏的大背景下產(chǎn)生的，作為未來(lái)取水的一種可行的途徑，空氣取水技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，便受到各國(guó)的重視，紛紛作為研究重點(diǎn)。在這方面我國(guó)做的比較早，也取得了不少的突破。早在1992年喬力等人就提出了高效太陽(yáng)能吸附式空氣取水方案，并進(jìn)行了后續(xù)研究。近年來(lái)國(guó)外的一些研究者發(fā)現(xiàn)生活在納米比亞沙漠的Stenocara甲蟲可利用它特殊的背部表面自動(dòng)獲取空氣中的水分，來(lái)滿足生存所需。這也為空氣取水開拓了一個(gè)新的途徑。
[0004]空氣作為自然界水循環(huán)過(guò)程中水蒸氣存在的一種介質(zhì)，攜帶水蒸氣完成循環(huán)。采取一定方法收集空氣中的水資源并加以利用，即為空氣取水技術(shù)根據(jù)采用方法不同，空氣取水技術(shù)可分為傳統(tǒng)方法和非傳統(tǒng)方法兩類。傳統(tǒng)方法為大氣降水。非傳統(tǒng)方法包括制冷結(jié)露法、吸附法和聚霧取水法。
[0005]吸附法是將含濕空氣流過(guò)吸附劑，其中的水蒸氣被吸附，然后加熱吸附使水分脫附，從而得到淡水。為提高該方法的取水率，研究重點(diǎn)側(cè)重于高效吸附劑的開發(fā)，其中單位質(zhì)量吸附劑獲得最大循環(huán)出水量是關(guān)鍵問(wèn)題之一。這方面國(guó)內(nèi)外都有研究。比如ARIST0V等配制出了無(wú)機(jī)鹽(CaCl2、SrCL2、Na2S04等)與直徑為0.25?0.5mm的粉末狀硅膠的復(fù)合材料。國(guó)內(nèi)學(xué)者同樣進(jìn)行了諸多工作，已研制出新型復(fù)合吸附劑Si02xH20yCaC12，并模擬塔克拉瑪干沙漠地區(qū)的氣候條件(空氣溫度25°C、相對(duì)濕度40% )，進(jìn)行了等溫等壓的吸附量測(cè)試實(shí)驗(yàn)及解吸速度實(shí)驗(yàn)，效果良好。
[0006]目前空氣取水的研究趨勢(shì)主要集中在采用新的技術(shù)形式以提高其取水率，并拓寬其應(yīng)用范圍方面。對(duì)吸附法而言，高效吸附劑的開發(fā)是提高其取水率的主要方式。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種更為經(jīng)濟(jì)和高效的吸附劑，從而使空氣取水的成本降低。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于空氣取水的吸附劑，該吸附劑由蒙脫石、纖維紙和活性炭組成，蒙脫石所占的比例(重量)為40%~60%、纖維紙所占的比例(重量)為20%~50%和活性炭所占的比例(重量)為1%~20%。
[0009]其中蒙脫石的化學(xué)式為EX(H2O)4KAl2-X, Mgx)2[(Si, Al)401(|] (OH)2}，式中 E 為層間可交換陽(yáng)離子，可為Na+、Ca2+，K+或Li+ ;x為E作為一價(jià)陽(yáng)離子時(shí)單位化學(xué)式的層電荷數(shù)，其值在0.2~0.6之間。
[0010]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蒙脫石和纖維紙均能達(dá)到理想的脫附率。蒙脫石吸附率為15%，而材料纖維紙為50%。蒙脫石雖然吸附率僅為15%，但其價(jià)格便宜(1.3元/斤)、制造方便，容易再生、有良好的機(jī)械強(qiáng)度等，且具有對(duì)水汽的凈化能力，利于大面積推廣。而纖維紙價(jià)格雖然貴些(每片9g/0.5元合)，但其除了吸濕能力強(qiáng)之外，同時(shí)兼有吸水作用，在空氣濕度高的條件下，可充分吸收水分和水蒸氣。但是他們的缺點(diǎn)也是明顯的，大量的材料蒙脫石才能吸收目標(biāo)量的水汽，如果成型的設(shè)備中大量使用材料蒙脫石的話，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過(guò)于笨重。材料纖維 紙是有機(jī)高分子材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其重復(fù)性不理想，同時(shí)由于其造價(jià)過(guò)于昂貴，也制約著它的使用。
[0011]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過(guò)結(jié)合蒙脫石和纖維紙兩種吸濕材料組合成一種用于空氣取水的高效吸附劑，本發(fā)明提供的該吸附劑的吸水率得到極大提高，同時(shí)又能降低成本，從而使空氣取水技術(shù)能低成本地投入應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0013]實(shí)施例1:本發(fā)明吸附劑的制備
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種用于空氣取水的高效吸附劑，由蒙脫石、纖維紙和活性炭組成，其特征在于--蒙脫石所占的比例(重量)為40%~60%、纖維紙所占的比例(重量)為20%~50%、活性炭所占的 比例(重量)為1%~20%。
【文檔編號(hào)】E03B3/28GK103949208SQ201210509929
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】魏李琳 申請(qǐng)人:魏李琳