[发明专利]纳米材料、其制作方法及应用其的除湿装置、除湿方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料生产及材料应用领域，尤其是一种用于除湿的混合型纳米材料及其制作方法及应用该材料的除湿装置。

背景技术

60年前，瑞典著名发明家和企业家卡尔·蒙特(Carl Munters，1897-1989)与马库斯·瓦伦堡先生(Marcus Wallenberg)和另外两人共同成立了蒙特公司。他最初的想法是开发通过蒸发降温除湿的空调系统，该系统的关键组件是除湿转轮和蒸发垫。该发明当时还得到了著名科学家爱因斯坦的赞赏，从此转轮和蒸发的方法一直沿用至今。空气湿度过大温度过高不仅影响人的生活环境，还直接影响工农业生产及产品的储存,如汽车与药物的制造与仓储，因此人们必须采取有效的措施来保证空气温湿度符合要求。于是,各种除湿降温技术得到了广泛的关注和发展，于此同时随着环境与能源问题的日益严重，以低品位热能或冷量结合远程控制启停的空调系统将成为大势所趋。

目前存在的空气除湿减温技术包括制冷冷凝除湿法，固体动态吸附除湿法和静态吸附除湿法及溶液除湿法。制冷冷凝除湿法采用氟利昂作制冷剂对大气臭氧层有破坏作用同时除湿空间湿负荷较大时，待处理空气需要降到很低的露点温度，从而要求蒸发温度低，由此会导致蒸发器表面结霜，并且除湿设备结构复杂，耗电量大。静态吸附除湿法是利用液体吸湿剂(如溴化锂、氯化锂)和固体吸湿剂(如硅胶)来吸收空气中的水分。由于吸湿剂的吸湿量有限，只能适用于有限的封闭空间，同时吸湿剂需要定期更换，对大空间和有严格除湿要求的场所难以适用，因此应用范围较小。动态转轮除湿法是利用固体吸湿剂，再生温度都接近120度高温，消耗的电能非常大。溶液除湿法效率较高，清洁空气，但存在带液问题，工业盐腐蚀周围环境。

转轮的主要缺点是，转动部件需要电机每分每秒不停地转动，而转动阀门只要间隙性的动作，比如每600秒，只动1秒；节约许多能量。其次，因为热区与冷区之间需要在转动中绝热，密封的代价比较高昂，比如玻璃纤维必须依赖昂贵的进口原料，才能做到切口光滑平整；采用转向阀门方法后，不存在转动部件，热区与冷区之间的绝热就容易许多，只需要国产原材料，节能效率问题都迎刃而解。再其次，传统转轮只解决除湿问题，降温需要蒸发，但蒸发是一种相变，需要很大的能量；空调耗掉了全人类三分之一的能量。

本发明采用热交换器代替蒸发器，利用亲水与疏水状态的表面能非相变转化原理，从而更加节约能量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：1.现有除湿设备在除湿时，采用的除湿剂对大气臭氧层有破坏且除湿装置耗电量大；2.吸湿剂剂量有限，只能适用于有限的封闭空间，同时吸湿剂需要定期更换，应用范围较小；3.转轮方法的能耗比较高，材料都是进口的，比较昂贵；4.溶液方法的存在带液问题，风量受限，腐蚀环境，材料都是进口的，也比较昂贵。

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种转向阀门与表面能转化方案，以进一步提高能量使用效率，延长机器的使用寿命。

为解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种纳米材料，所述纳米材料为有机混合物与无机混合物按一定的比例关系混合而成，所述有机混合物为智能纳米材料，所述智能纳米材料由智能异丙基丙烯酰胺聚合物、纳米硅胶、石墨烯、碳纳米管混合制成，所述有机混合物的重量比为7％～50％；所述无机混合物为基底材料，所述无机混合物的重量比为50％～93％；所述智能纳米材料包覆于所述基底材料表面。基底材料为陶瓷基底或玻璃纤维，在基底材料外涂覆智能纳米材料，所述智能纳米材料具有良好的吸湿性能。

进一步地，所述智能纳米材料还包括以下组分：二氧化钛、分子筛三氧化二铝粉末。二氧化钛具有良好的亲水性，分子筛三氧化二铝可以重复利用。根据对不同地区环境温度下除湿效率的要求和除湿成本的平衡选择适合的比例。南方地区抗紫外线的二氧化钛材料比例高点，北方地区耐低温三氧化二铝材料比例高点。

进一步地，所述智能纳米材料各组分的重量配比如下：

智能异丙基丙烯酰胺聚合物5％～24％

纳米硅胶24％～75％

石墨烯5％～12％

碳纳米管5％～6％

二氧化钛5％～12％

分子筛三氧化二铝粉末5％～24％。

一种制作纳米材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，所述智能纳米材料和纳米硅溶液以一定比例混合，调成糊状，所述智能纳米材料为75％重量比，所述纳米硅溶液为25％重量比；