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聚酰亚胺可用作暖通空调系统除湿器

2021-04-02 16:30 科技日报

美国德克萨斯农工大学研究团队在《膜科学》杂志上发表的一项最新研究显示,基于有机材料聚酰亚胺的除湿器可作为暖通空调(HVAC)系统中传统除湿器的替代品,性价比很高,有望给HVAC系统带来革命性变化。

在全球变暖的情况下,HVAC系统对温度和湿度都有调节作用。但人类也要为其带来的舒适感付出代价——其功耗超过商业和住宅建筑功耗的3/4。

作为现代HVAC系统的重要组成部分,除湿机负责除去空气中的水分,使其干爽适宜,并能改善空气质量、消除尘螨、控制霉菌生长等。常用除湿器需要制冷剂,而制冷剂又是温室气体的来源,会导致全球变暖。

为了帮助减少这些材料的温室气体排放,降低材料成本,自然替代品的研究迫在眉睫——研究人员转向了有机材料聚酰亚胺。这种材料是可重复使用的、环状的酰亚胺基团。这样的结构使聚酰亚胺比传统材料坚固得多。

该研究作者之一、德克萨斯州农工大学化学工程系的郑海权(音译)教授说:“在这项研究中,我们采用了一种现有的、相当坚固的聚合物并提高了其除湿效率。”郑海权认为,基于聚酰亚胺的新型薄膜将有助于开发下一代暖通空调和除湿器技术,且该技术功效高、碳足迹小。

通过研究聚酰亚胺的干燥能力,研究人员在纳米氧化铝平台上用布置好的聚酰亚胺分子制作了一层薄膜,并将薄膜放入氢氧化钠溶液中,引导有机聚合物中的酰亚胺基团水解,从而变得具有亲水性或耐水性。此外,研究人员发现,这一过程还在聚酰亚胺内部创建了吸水通道。

郑海权说:“这是一种改善聚合物除湿性能的新方法,为了进一步提高这种膜的性能,还需要做更多的优化工作。”

责任编辑:蔡健雅(QZ0020)

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