硅藻土孔隙分布范围对硅藻泥吸附性能的影

硅藻土孔隙分布范围对硅藻泥吸附性能的影响

硅藻泥的主要功能性吸附功能和呼吸调湿功能都是通过硅藻土的孔隙来实现的，除了硅藻

土的孔隙率外，硅藻土的孔径分布也是影响其功能的主要指标。本文通过对比硅藻土的纳米

孔径分布范围，来了解不同孔径范围的硅藻土的吸附性和调湿性。

首先先了解一下，市面上常见到的有害物质的粒径为：甲醛0.45nm、苯0.60nm、氨0.444nm、

水分子0.324nm。因此具有不同粒径的孔隙材料对甲醛、苯、氨、氡和水分子的吸附效果也

不同。

我国云南和吉林产硅藻土的孔径分布：

图1 吉林地区硅藻土颗粒直径分布示意图 图2云南地区硅藻土颗粒直径分布示意图

从图1—图2可以看出，吉林硅藻土的孔隙集中于4 501～6 000 nm之间；云南硅藻土

的孔隙分布集中于1 801～3 000 nm之间；而人体的最佳湿度是在45%～65%，根据摩根定

律可以算出，最佳湿度对应的吸湿材料半径应为45～62 nm。

图3 硅藻土样本反复吸收氨气后气体残量示意图

初次吸附效果：图3中0～60 min的吸附曲线可以看出：样本均可使氨的残量降至

2 mg/m3 ，吸附效果非常好。

反复吸附效果：

从图3中60～180 min的吸附曲线可以看出，经过反复吸附后，吉林、云南两地的硅藻土

对于氨气的吸附效果下降，剩余含量增加。吉林硅藻土吸 附残量升至10 mg/m3 ；云南硅

藻土吸附残量升至12 mg/m3。两种样本的效果显著。

我们再来看一张硅藻土孔径与调节湿度效果的关系图

图4可见在相对湿度为35﹪-65﹪之间，要有较好的吸湿效果材料孔径应分布在2-6纳米

之间；相对湿度为65﹪-75﹪时，要有较好的吸湿效果材料孔径应为7-9nm。但材料的吸放

湿量和材料的比表面积有直接关系，但是和孔径的分布也有直接的关系（冀志江，2009）。

下图是硅藻土样本96h吸放湿曲线：

图5 硅藻土样本96h吸放湿曲线图

无机非金属孔道材料的调湿性能是由孔结构以及水蒸气分子在孔中的扩散情况来决定

的。由于孔道存在，毛细血管现象是决定材料吸、放湿能力的重要因素之一。根据BET多分

子吸附理论，在发生毛细血管凝结前，孔内壁上已经吸附了多层水分子，水的单分子吸附层

为0.285纳米（李国胜，2005）。

从图中0-24吸附曲线可以看出样本在相对湿度大于60﹪时，都可以迅速吸湿，使空气的

湿度急剧下降，最终湿度降至40﹪左右。从图中24-48h吸附曲线可以看出，在湿度低于30

﹪时，硅藻土样本的最终湿度达40﹪左右。从0-96h的曲线中可以看出，经过连续96h吸

放湿，硅藻土的吸放湿能力略有下降，调湿曲线趋于平缓。（李晶，2013）。

结论：硅藻土基调湿材料的孔隙结构（包括比表面积、孔隙率、孔直径尺寸和孔隙分布等）

对其调湿性能有显著的影响，孔隙率越小、孔隙直径越小、小孔经孔隙数量越多的材料调湿

性能越好。硅藻土基调湿材料的吸湿量总是大于其放湿量，这与硅藻土孔隙结构的毛细效应

有关，同时说明部分水分被吸附在调湿材料内部不能释放，因此硅藻土基调湿材料必需进行

防腐、防霉处理。