調濕材料,是指能夠根據自身的吸濕排濕性能來感知被調節空間中的空氣溫度和濕度變化,并自動調節空氣的相對濕度而不消耗人造能量的材料,它對于改善人類居住環境的濕熱環境和改善物品的存儲質量大有裨益,能夠有效減少能源消耗,確保生態環境的可持續發展。天然沸石的孔穴中大部分含有沸石水和其他雜質,很容易形成堵塞,并且互連程度也很差。如果直接使用天然沸石,其吸附能力通常不能達到要求。為了使天然沸石具有良好的吸收和釋放性效果更好,必須對天然沸石進行改性,使其具有更大的比表面積和孔隙率。

將粗沸石礦石進行球磨和篩分,以獲得不同粒徑的沸石粉末。沸石粉末的形貌特征是通過掃描電子顯微鏡獲得的,如圖1所示。從沸石礦石的橫截面可以看出,其由許多簇狀的棒狀細小纖維狀晶粒和片狀晶體組成。晶粒以徑向和不規則的方式堆疊。上述兩種聚集方法之間存在大量的細晶粒。沸石內部具有大量微孔結構的孔使水分子能夠進出沸石并具有儲水功能。

首先,進行修飾處理和表征。在經過球磨后,過篩得到不同粒徑的沸石,然后通過熱改性工藝,將適當粒度的沸石粉在烤箱或馬弗爐中烘烤,并在干燥器中冷卻至室溫以密封保存;堿處理改性:將適當大小的沸石粉,在不同濃度的氫氧化鈉溶液中處理一定的時間,然后將改性的沸石洗滌至中性,離心,在烤箱中干燥或在馬弗爐中烘烤,然后干燥將該容器冷卻至室溫并密封以進行存儲。

其次,調濕實驗調濕性能測試:準備飽和氯化鉀溶液和飽和氯化鎂溶液(在25℃下飽和氯化鉀溶液的相對濕度為84%,飽和氯化鉀溶液的相對濕度為33%)并放入將它們放在干凈的地方。在干燥器中,溶液的體積大于干燥器體積的1/3,并確保溶液中有晶體。干燥器放置在溫度恒定為25°C的房間中。此時,兩個干燥器中的穩定濕度分別為84%和33%。稱量一定量的樣品(約5g),并將其放在相對濕度為84%的干燥器中。使用分析天平確定樣品的吸濕率隨時間變化的曲線,即吸濕曲線。水分飽和后,將樣品轉移到相對濕度。在濕度為33%的干燥機中,使用分析天平確定樣品的水分釋放率隨時間變化的曲線,即水分釋放曲線。

第三,將沸石球磨并篩分以獲得不同粒徑的沸石。從理論上講,球磨沸石可以增加比表面積,增加與空氣的接觸面積,并增加水分的吸收和解吸速率。圖2示出了不同粒徑的沸石的濕度控制性能的測試結果。從圖2的曲線的斜率可以看出,尺寸越小,吸濕和脫附速率越大。當粒徑小于0.15mm時,水分吸收和解吸速率開始降低、變小。

實驗表明,隨著沸石粒度的減小,吸濕和解吸速率增加,但沸石粒度越細,吸濕和解吸速率就越大。當粒徑小于0.15mm時,水分吸收和解吸速率開始降低。通過分析沸石的微觀結構與調濕性能之間的關系,可以得出結論,孔徑分布對調濕材料的調濕性能起著決定性的作用,其次是比表面積。NaOH質量摩爾濃度為1mol/L,干燥溫度為200℃。在一定條件下進行處理后,得到的改性沸石具有許多內部的介孔結構,其微孔,中孔和大孔之間具有良好的匹配性,并且具有良好的吸濕和釋放性能。