專利名稱：一種用于空氣取水的高效吸附劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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)：
隨著全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人口的爆炸性增長，人類對淡水資源的需求急劇增 加，加之在世界的許多地方由于水資源保護意識不夠所造成的淡水資源嚴重浪費和水污染 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。所以隨著時間的推移人們不得不面對著淡水資源匱乏的巨大問題。同時隨 著技術(shù)的進步，人類在淡水資源缺乏的地方(如沙漠)活動越來越頻繁，這些活動都離不開 淡水的供應保障，因此，如何在上述地區(qū)有效的獲取淡水資源來取代原先落后的供水途徑， 已經(jīng)成為人類共同擔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)理所當然的成為當前的研 究熱點問題。在全球淡水資源浪費及污染嚴重而導致淡水缺乏的大背景下產(chǎn)生的，作為未來取 水的一種可行的途徑，空氣取水技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，便受到各國的重視，紛紛作為研究重點。在 這方面我國做的比較早，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 能吸附式空氣取水方案，并進行了后續(xù)研究。近年來國外的一些研究者發(fā)現(xiàn)生活在納米比 亞沙漠的Menocara甲蟲可利用它特殊的背部表面自動獲取空氣中的水分，來滿足生存所 需。這也為空氣取水開拓了一個新的途徑?？諝庾鳛樽匀唤缢h(huán)過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。吸附法是將含濕空氣流過吸附劑，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)鍵問題之一。這方面國內(nèi)外都有研究。比如ARIST0V 等配制出了無機鹽(CaCl2、SrCL2、Na2S04等)與直徑為0. 25 0. 5mm的粉末狀硅膠的復 合材料。國內(nèi)學者同樣進行了諸多工作，已研制出新型復合吸附劑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、相對濕度40% )，進行了等溫等壓的吸附 量測試實驗及解吸速度實驗，效果良好。目前空氣取水的研究趨勢主要集中在采用新的技術(shù)形式以提高其取水率，并拓寬 其應用范圍方面。對吸附法而言，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
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種更為經(jīng)濟和高效的吸附劑，從而使空氣取 水的成本降低。為解決上述技術(shù)問題，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 20%。其中蒙脫石的化學式為EX(H2O)4KAl2-X, Mgx)2[(Si, Al)401(1] (OH)2}，式中 E 為層 間可交換陽離子，可為Na+、Ca2+，K+或Li+ ；χ為E作為一價陽離子時單位化學式的層電荷 數(shù)，其值在0.2 0.6之間。通過實驗發(fā)現(xiàn)蒙脫石和纖維紙均能達到理想的脫附率。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%，但其價格便宜(1.3元/斤)、制造方便， 容易再生、有良好的機械強度等，且具有對水汽的凈化能力，利于大面積推廣。而纖維紙價 格雖然貴些(每片9g/0. 5元合)，但其除了吸濕能力強之外，同時兼有吸水作用，在空氣濕 度高的條件下，可充分吸收水分和水蒸氣。但是他們的缺點也是明顯的，大量的材料蒙脫石 才能吸收目標量的水汽，如果成型的設備中大量使用材料蒙脫石的話，會導致設備過于笨 重。材料纖維紙是有機高分子材料，通過實驗測定其重復性不理想，同時由于其造價過于昂 貴，也制約著它的使用。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，同時又能降低成本，從而使空氣取水技術(shù)能低成本地投入應用。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明的具體實施方式
進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā) 明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例1 本發(fā)明吸附劑的制備
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 ^
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附劑，其特征在于所述的蒙脫石的化學式為， Ex (H2O)4 {(A12-x, Mgx)2[(Si, AD4O10] (OH)J，式中 E 為層間可交換陽離子，可為 Na+、Ca2+, K+或Li+ ；χ為E作為一價陽離子時單位化學式的層電荷數(shù)，其值在0. 2 0. 6之間。
全文摘要
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)的應用中得到極大提高，同時又能降低成本，從而使空氣取水技術(shù)能低成本地投入應用。
文檔編號B01D53/28GK102145248SQ201110028119
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者崔榮, 韓京龍, 韓耀忠 申請人:煙臺大學