[发明专利]高吸附性能复合氯化锂吸附剂的制备方法

说明书

本发明是高吸附性能复合氯化锂吸附剂的制备方法，属吸附式气体净化技术，特别涉及吸附剂制备技术。

由于吸附式气体净化系统在低品位能源利用和环境保护方面优势显著而成为可持续性发展的技术之一。在吸附式气体净化技术中，吸附工质对是决定系统性能的关键。已开发的吸附工质对，其组合达百余种，但从吸附剂的实用性方面来选择，目前用于吸附式旋转除湿器中的吸附剂仅限于氯化锂(Licl)、硅胶和分子筛等高吸湿性物质。氯化锂吸附剂具有强烈的杀菌能力，经氯化锂转轮式除湿机处理后，空气中90％以上的有害细菌将被杀死，因此广泛应用于医药、食品等对空气洁净度、湿度有要求的领域。氯化锂是一种高含湿量的吸湿盐，易再生和具有高度化学稳定性。即使在高含湿量时，由于其仍具有使空气达到非常低湿度的能力而广泛作为吸附剂用于旋转除湿器。与硅胶或分子筛等多孔吸附剂相比，氯化锂的吸湿能力大一倍，而其再生温度比通常的吸附剂低19℃左右。在氯化锂-水系统中既存在物理吸附也存在化学吸附，氯化锂可以以无水盐或一水合物晶体固态吸附水，也可以在吸附水之后由固态变成盐水溶液而继续吸水，故称其为最易吸收湿气的吸湿盐。旋转除湿器是由无数蜂窝状管道组成，管道内壁上均匀地附上一层氯化锂晶体，其蜂窝状管道称为基体，要求基体能包容氯化锂溶液达到一定的稀释度，但当LiCl液化或LiCl溶液稀释度太高而逸出基体时，由于氯化锂溶液对金属具有腐蚀性而使此优点丧失，这在很大程度上限制了除湿器中氯化锂吸附剂的用量，亦即限制了除湿器的除湿量。

本发明的目的就是为了克服和解决现有氯化锂吸附剂在低湿度范围除湿量小、除湿能力低，以及现有氧化锂转轮式除湿器中氧化锂溶液易飘逸出除湿轮而腐蚀周边设备的缺点和问题，研究发明一种能使吸附剂具有较高的吸湿量和较低的再生温度以减小除湿器体积、降低能耗、达到节能、节材效果的高吸附性能复合氯化锂吸附剂的制备方法。

本发明是通过下列技术方案来实现的：利用离子交换技术和共聚合方法

对氯化锂进行改性，测定不同合成工艺的添加剂和氯化锂的等温吸附特性，确定最佳添加剂、复合吸附剂的工艺配比。其制备方法是：氯化锂、氯化镁、添加剂以质量百分比计的投料配比为：

氯化锂65～80

氯化镁5～10

添加剂15～25添加剂的主要材料为平均聚合度为1446、α-纤维素96％的精制棉短绒，质量分数为30％或46％的氢氧化钠水溶液，CP级95％乙醇，含量如99.5％氯乙酸，含量＞98％的N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)；其反应配比为氯乙酸/纤维素质量比0.85～0.88，乙醇/纤维素浴比(V/wt)2.5～3.0，MBAA/纤维素质量比0.02～0.032，氢氧化钠/氯乙酸质量比0.465～0.55；发明人通过反复试验证明添加剂的最佳配比为0.18～0.22时，本复合氯化锂吸附剂具有最大吸附量；其工艺步骤和条件为：(1)在捏合式反应器中加入计量的精制棉，用质量分数为30％或46％的氢氧化钠水溶液与95％乙醇混合液将棉短绒碱化30～60分钟，温度为20～30℃，然后加入氯乙酸-乙醇混合液，在30～70℃下醚化100～120分钟；在醚化后或醚化期间加入MBAA进行交联，反应产物经乙醇水溶液洗涤，中和至pH值为6.8～7.3，离心干燥，粉碎后制成白色颗粒状的纤维素类高吸水材料为添加剂；(2)按前述复合吸附剂反应配比加入氯化锂、氯化镁和添加剂，在30～40℃条件下，配制成质量分数为80％的盐水溶液，离心干燥，粉碎后制成白色颗粒状的固体复合吸附剂。

本发明所制备的添加剂为交联网络状结构亲水性高分子化合物，其特点是吸水倍数适中(自重的几百倍)，吸水速度快，温度对其吸水能力影响不大，在pH值为7.0时吸水能力最强。吸水能力随着盐浓度、盐离子价数的增加而降低。吸水后被水高度溶胀成无色透明凝胶，即使在压力下也难以使水挤出，且无毒，pH值易调节，无环境污染，具有吸液保持性、缓释性、凝胶性、适当粘结(附)性和膨胀性。