乙二醇灌注交联树脂珠：一种新型液固杂化干燥剂的开发与应用

为解决传统液体干燥剂(如TEG)高温再生导致的溶剂挥发损失及固体干燥剂(如氧化铝)高再生温度问题，澳大利亚联邦科学与工业研究组织与西澳大学合作开发了一种基于PEG300/LiCl灌注多孔PAD600树脂的杂化干燥剂。该材料在保持0.65 g/g高吸水容量和-27.4°C露点抑制性能的同时，再生温度降至120°C，并通过微波介电特性验证了非接触式再生可行性，为天然气处理领域提供了节能新方案。

　　

在天然气处理和空气调节领域，水分控制始终是核心挑战。传统三甘醇(TEG)脱水工艺虽广泛应用，但180-205°C的高温再生过程导致溶剂挥发损失，而氧化铝等固体干燥剂同样面临150-200°C的高能耗再生问题。更棘手的是，高沸点聚乙二醇(PEG)虽能降低挥发性，但其粘度剧增会严重恶化气液接触效率。这一矛盾促使科学家探索既能保留液体干燥剂低温再生优势，又能克服粘度限制的新型杂化材料。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织联合西澳大学的研究团队在《Heliyon》发表创新成果，通过将PEG300/LiCl复合溶液灌注至商业化的交联二乙烯基苯树脂(PAD600)介孔中，成功开发出自由流动的珠状杂化干燥剂。该材料巧妙利用聚合物骨架的孔隙结构，既为高粘度液体提供了分散载体，又通过^{9 nm}
介孔大幅增加有效气液接触面积。研究采用突破性实验评估脱水性能，结合热重分析(TGA)验证热稳定性，并首次通过同轴传输线介电测试揭示了材料的微波响应特性。

关键方法

1. 材料制备：将干燥的PAD600树脂与PEG200/300按1:1质量比混合，80°C加热促进液体渗透；LiCl复合体系采用1:1:2的LiCl/H₂
   O/PEG300预混液灌注
2. 性能测试：使用316SS色谱柱进行突破实验，1000 sccm水饱和空气流下监测露点(精度-110至-20°C)和相对湿度(0-100% RH)
3. 稳定性分析：SDT 2960同步热分析仪在120°C氮气氛围中连续监测7天质量损失
4. 介电表征：7-16同轴传输线结合矢量网络分析仪(E5071C)测量300 kHz-20 GHz频段介电特性

研究结果
吸附容量与再生稳定性
PAD600/PEG300:LiCl复合材料展现出0.65 g/g的惊人吸水容量，是氧化铝的3倍。10次吸附-再生循环(110°C/1 h)后质量保持稳定，TGA证实LiCl使PEG300挥发速率降低80%。

突破性能比较
在100 mL柱体积测试中，PAD600/PEG300:LiCl的露点抑制达-27.4°C，虽略逊于氧化铝(-28.6°C)，但其突破曲线平台期延长50%，显示更平缓的饱和度过渡特性。10 mL柱实验表明，流速从20增至1000 sccm时容量仅衰减15%，证明其良好的动力学适应性。

介电加热潜力
介电测试显示材料在300 MHz-2.45 GHz频段具有显著介电损耗(ε"=5-12)，衰减因子计算表明100 MHz电磁波可穿透10倍于微波频段的深度，为大型设备非接触再生提供理论依据。

结论与意义
这项研究开创性地将高粘度PEG/LiCl体系与多孔聚合物结合，解决了传统干燥剂"高再生温度-高挥发损失"的行业痛点。材料独特的"固载液"结构既保留了PEG300的低挥发性(<120°C再生)，又通过介孔限域效应克服了粘度障碍，其65 wt%的吸水容量甚至超越工业标准氧化铝。更突破性的是，团队首次通过实验证实该材料具备微波响应特性，为开发电磁辅助再生系统奠定基础。这项技术不仅适用于天然气脱水，在氢能储运、压缩空气处理等领域同样具有广阔应用前景，特别是为热带地区建筑节能空调系统提供了新材料选择。