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作为吸附式气体净化技术的分支之一,吸附式转轮除湿技术以其高分离效率及显著节能优势而被广泛应用于工业领域。为满足除湿轮在中低湿度工况下的性能需求,作为核心的高效吸附剂需符合三点要求:(1)相对湿度RH≤20%时,具有良好的深度除湿功能;(2)RH>20%时,仍保有较高的水汽饱和吸附量;(3)中低温(<100℃)快速脱附,实现对低品位热源的充分利用。本文采用水热法制备满足上述要求的多级孔硅铝酸盐吸附剂,采用的表征手段有:TEM、N2-物理吸附、XRD、EDS、DR-UV、FT-IR、NMR、AAS、XPS等表征吸附剂的微观形貌、孔隙性质、元素组成及其化学环境等;动态水汽吸附分析仪(DVS)测试吸附剂的水蒸气吸附性能及低温脱附性能。表征与分析结果如下:1.首先,调控合成的搅拌时间制备出多级孔硅铝酸盐,结果表明:随搅拌时间的延长,吸附剂的比表面积、孔容和表面硅铝原子比逐渐增大,而平均孔径逐渐减小,水汽平衡吸附量有所提高,但脱附百分率逐渐下降;吸附剂比表面积介于398.2~711.2 m2·g-1,有序六方介孔孔道的平均孔径介于2.90~3.36 nm;吸附剂在25℃和RH≈20%条件下的水汽平衡吸附量介于115.6~208.2 mg·g-1,同时其在87℃下经历30 min后水汽脱附百分率达到79.57~96.61%,表现出良好的深度除湿功能和低温脱附性能。2.随后,本研究以调控合成的微晶温度为手段获得多级孔硅铝酸盐的性能随其结构的变化规律,进而揭示了吸附剂的微观结构与其良好除湿性能的关联性,结果表明:吸附剂的多级孔道结构主要由类微孔和有序介孔组成,类微孔结构和孔壁表面的亲水位点强化了吸附剂的深度除湿能力,有序介孔结构既能增大吸附剂的水汽饱和吸附容量又能降低脱附能耗;升高微晶温度会提高吸附剂中类微孔和骨架Al比例从而提高其在极低湿度下的水汽平衡吸附量,但会显著降低介孔有序度及总孔容从而削弱其饱和吸附量,过高的类微孔和骨架Al比例反而会提高吸附剂的脱附再生温度。3.最后,本研究对吸附剂进行骨架掺钛改性,延长了其在服役条件下的使用寿命,并通过调控合成的微晶时间探寻出具有良好水汽循环稳定性寿命的吸附剂材料,结果表明:钛元素均匀分布于介孔骨架中,强化了吸附剂的传热性能;延长微晶时间能强化吸附剂的循环稳定性寿命,提高其孔道结构中的微/介孔比例,这会增加其在RH<30%时的平衡吸附量,但会削弱其在RH≥30%的饱和吸附量;改性吸附剂在经历40次水汽吸附-脱附循环后负载水量仅下降了0.22~8.97%,表现出良好的循环稳定性寿命。