復合調濕材料的研究現狀及最新進展

鄭旭，袁麗婷

（浙江理工大學建筑工程學院，浙江杭州310018）

推進節能減排的科技創新和能源的高效利用已經成為全球共識。能源界研究表明建筑能耗可達社會總能耗的40%，其中約一半的建筑能耗來自空調系統[1-2]?？照{系統的負荷主要分為顯熱負荷（制冷/制熱）和潛熱負荷（除濕），而潛熱負荷可占空調系統總能耗的40%乃至更多[3]。因此，建筑節能是節能減排的工作重點，而發展高效、舒適、節能的除濕技術是實現建筑節能的重要一步。

傳統的冷凝除濕法應用廣泛，但能耗較大且無法保證舒適的送風品質[4]。近年來，轉輪除濕、溶液除濕、薄膜除濕等可利用廢熱或可再生能源的主動除濕技術逐漸發展起來，但仍存在結構復雜、體積龐大、機械運行噪聲污染以及設備的初投資、運行和維護成本大等不足，而且常需要附加熱源驅動[5]。利用調濕材料吸放濕特性來調節室內濕度的被動除濕技術，無需任何機械設備和能源消耗，是一種生態環保的建筑節能技術，逐漸成為國內外學者的關注熱點[6-8]。

調濕材料種類眾多，根據調濕基材、調濕機理、基材獲取方式的不同，大體可分為無機類、有機類、生物質類和復合類4 大類[9]。其中無機類主要包含硅膠、無機鹽和無機礦物3類。硅膠的多孔結構和表面上存在的大量羥基使其能吸收自身重量一半的水分，但較寬的孔徑分布極大地限制了其對濕度的自控能力[10]。無機鹽類濕度調節范圍廣，但常溫下易潮解，且存在腐蝕被調環境的隱患[11]。沸石、蒙脫石、海泡石、高嶺土、硅藻土等無機礦物微孔發達、比表面積大、吸附能力強且取自天然，制造成本低，但濕容量普遍較小，調濕區間窄[12]。有機高分子材料通過表面官能團與水分子間的作用力調節濕度，較無機類材料吸濕容量大，且能制成粉狀、膜狀、粒狀等不同形式，可用于不同應用場所，但放濕性能較差[13]。生物質類調濕材料以生物質廢棄物為主要原料，綠色環保，但易受環境溫度和材料種類的限制[14]。

可以發現，單一類別的調濕材料難以同時具備較高吸濕容量、較快吸放濕速度的要求。因此國內外學者們展開不同類型調濕材料的復合研究，以提升其吸濕性能。王吉會等[15]對2007 年前報道的復合調濕材料的制備方法、調濕特性和調濕機理等進行了歸納總結。然而近十年來，材料學科發展日新月異，關于各類新型復合調濕材料的研究層出不窮。因此，本文就近十年來復合調濕材料的研究現狀以及最新進展進行詳細的歸納和總結。

1 調濕性能評價指標

調濕材料能通過感應待調空間溫度和濕度的變化，依靠自身對水分子的吸附和脫附性能，實現對空氣相對濕度的自動調節。調濕材料的調濕原理可以通過圖1(a)的平衡吸放濕曲線闡述。當待調空間相對濕度高于φ2時，調濕材料從空氣中吸取水分，阻止待調空間相對濕度的增加；當待調空間相對濕度低于φ1時，調濕材料放出水分，阻止待調空間相對濕度的下降[16]。即只要調濕材料的含濕量處于Ul～U2之間，室內空氣相對濕度就能自動維持在φ1和φ2之間。可以發現，對于理想的調濕材料，其平衡吸濕和放濕曲線間的滯后環區間越小，φ1和φ2之間斜率越大，并且當φ1和φ2在40%RH～60%RH之間時，則可以使待調空間相對濕度維持在一個舒適的范圍。

圖1 等溫吸附線

IUPAC（國際理論與應用化學聯合會）將現有材料的水蒸氣等溫吸附線分成6大類[17]，具體如圖1(b)所示。Ⅰ型等溫線對應超親水材料，這類材料在極低相對壓力下吸水量陡增。具有Ⅱ型或Ⅳ型曲線的物質也被歸類為親水性材料，這些材料在低、中段相對壓力區間就有著較大的吸水量。此外，親水性材料還包括那些不常見的、有著階梯狀的Ⅵ型等溫線的材料。而具有Ⅲ型曲線形態的材料通常被認為是疏水的或低親水的，這類材料中、低段相對壓力下吸水量很小，只有在相對壓力接近1時，吸水量才突增。和Ⅲ型等溫線類似，Ⅴ型等溫線在低相對壓力下吸水量也很低，但不同的是，Ⅴ型等溫線在中間相對壓力段有著明顯的S形曲線，這意味著吸水量在某一較窄相對壓力區間內突然上升。

結合調濕材料的調濕原理，可以發現理想的調濕材料應具有Ⅴ型平衡吸放濕曲線。這是因為具有Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ型等溫線的材料親水性較高，在較低相對壓力區間也有著較大的吸水量；而對于Ⅲ型等溫線的材料，吸水量通常在較高相對壓力下才發生。這些材料難以使待調空間相對濕度維持在一個較窄的中段相對壓力范圍。

為了更充分地表征調濕材料調濕性能的好壞，國內外學者提出相應的評價方法，如表1所示?？梢园l現，現有的調濕材料調濕性能評價指標各有優缺點，需要根據調濕材料自身特性以及實驗測試工況選擇合適的評價指標進行理論分析。

在接下來的章節中，將對近十年報道的各類復合調濕材料進行全面的歸納和總結。復合調濕材料的研究主要集中于無機-無機類復合，無機-有機類復合、無機-生物質類復合以及有機-生物質類復合4大類，如圖2所示。

圖2 復合調濕材料分類

2 無機-無機類

無機類調濕材料種類繁多，主要包含硅膠、無機鹽和無機礦物3類調濕材料，這3類調濕材料各有優缺點，硅膠和無機礦物發達的孔隙結構正好彌補了無機鹽吸濕后易潮解、鹽溶液溢出腐蝕周圍環境的隱患，因此，一系列無機礦物-無機鹽、硅膠-無機鹽復合調濕材料被研制出來。此外，常見報道的無機-無機類復合調濕材料還包括通過對沸石、蒙脫石、海泡石、高嶺土、硅藻土等兩種或多種無機礦物進行混合、燒結等處理，制備出具有更優孔隙結構的無機礦物-無機礦物復合多孔調濕材料。

2.1 無機礦物-無機鹽

無機鹽改性的無機礦物復合調濕材料主要通過將無機礦物浸漬到無機鹽溶液，再輔以加熱、攪拌、微波等一種或多種手段進行合成，從而實現鹽顆粒成功地浸漬到無機礦物的內部孔隙中。硅藻土是一種由古代硅藻遺骸形成的硅質巖石，其化學成分主要為二氧化硅。藻壁殼存在大量有序排列的微孔結構，使其具有比表面積大、內部孔隙多、吸附性和滲透性強等優異性能[23]，此外，還具有殺菌、隔熱、化學穩定性好、吸音等特性，因而是無機鹽改性的首選基質[24]。孔偉等[25]分別采用氯化鋰、氯化鈣、氯化鎂和氯化鈉4種無機鹽對經擦洗和酸浸提純后的吉林臨江硅藻土進行改性修飾，結果表明，受浸漬鹽顆粒的影響，復合無機鹽-硅藻土調濕試樣的比表面積和孔體積均有所降低，但改性后復合調濕材料的吸濕性均有明顯提升。經氯化鋰改性的硅藻土飽和吸濕率最高（98%），氯化鈣也可達90%。氯化鎂略遜一籌，吸濕率為60%，氯化鈣修飾的硅藻土試樣最低（25%），但較純硅藻土10%的吸濕率仍有一定提升。胡志波等[26-27]采用焙燒法制備了硅藻土/重質碳酸鈣復合調濕材料，研究表明由于焙燒過程部分重質碳酸鈣進入硅藻土孔隙，引起了硅藻土中大孔向介孔的轉變，改善了硅藻土吸濕性能。在30℃、90%RH 測試條件下，復合調濕材料的36h 吸濕率可達14.7%，較純硅藻土提高了3倍。

表1 現有調濕性能評價指標

沸石是一種含堿金屬或堿土金屬元素的鋁硅酸礦物，自然界已發現的沸石有方沸石、菱沸石、鈣沸石、輝沸石等40 多種，其晶體結構通常由硅氧四面體和鋁氧四面體連接成架狀結構，形成形狀和大小不同的空腔，能選擇吸附和過濾分子尺寸比孔道小的非極性/極性分子[28]。在過去的幾十年里，大量與天然沸石結構和性質相似，但具有更大比表面積、更優孔隙結構、更強吸附性能的人造沸石被不斷合成，被作為吸附劑、催化劑和離子交換劑使用[29]。周波等[30]通過微波輔助法強化氯化銨溶液對天然沸石進行改性，并研究了氯化銨含量、微波加熱時間和功率、環境溫度和濕度等參數對改性后沸石調濕性能的影響。結果表明，在100W微波輔助加熱3%氯化銨溶液3min條件下，得到的改性沸石性能最佳，較天然沸石吸濕率和放濕率分別提高了25%和17%，并能將所調空間的相對濕度調控在56.8%RH～60.3%RH。之后周波等[31-32]繼續對改性沸石基復合調濕材料的調濕性能進行進一步的實驗研究，結果表明相比天然沸石基調濕材料，環境溫度每升高10℃，采用復合調濕材料調控時間可減少5h以上；相對濕度變化±10%RH，調控時間變化不超過10h。

此外，鐵硅酸鹽（一般由可溶性鐵鹽和可溶性硅酸鹽制得）、黏土燒結制品等也被用于合成無機鹽改性的復合調濕材料。彭威[33]采用質量分數20%的氯化鈣溶液對鐵硅酸鹽（以氯化鐵和硅酸鈉為原料制備得到）進行改性處理，結果顯示，改性后復合調濕材料在中段相對濕度區間的調濕性能得到顯著改善，研究還指出復合調濕材料的調濕過程是由多層分子吸附、毛細凝結和無機鹽調濕等多種機理協同作用。范宏圓等[34]通過水熱技術向廢棄黏土磚添加30%的氫氧化鈣，并在200℃下反應12h 后制得新型多孔調濕材料。研究表明，水熱合成后的調濕材料試樣具有不錯的調濕性能，其在24h的吸濕量可達90g/m2，放濕量可達150g/m2。

2.2 硅膠-無機鹽

硅膠是由二氧化硅微粒凝聚成的多孔體的總稱[35]。硅膠能吸收自身質量一半的水分，但通常發生在高相對濕度范圍，在相對濕度低于70%RH 區間，硅膠的吸濕能力顯著下降，極大地削弱了其調濕性能[36]。通過將能精準控制濕度的無機鹽調濕材料浸漬到硅膠孔隙內，可以促使硅膠基質的等溫吸濕線往左移動，從而增大中間相對濕度區間（30%RH～70%RH）的吸水能力[37]。

Simonova 等[38]通過將介孔硅膠浸漬到硝酸鈣溶液中，制成復合硅膠調濕材料，并對不同溫度下復合調濕材料的平衡吸濕量進行試驗研究。結果表明，較之未改性的硅膠，復合硅膠的含濕量有著明顯提升，并且更適合對低溫條件下密閉環境的濕度調控。鄭曉紅等[39]在封閉的小型環境箱對硅膠-氯化鈣復合調濕材料[40-41]進行了調濕特性試驗研究。復合調濕材料有著不錯的高濕環境除濕、低濕環境放濕的調濕特性，但在持續多次的除濕或放濕過程中，調濕能力會有衰減，需要將其置于干燥環境進行活化再生以恢復其初始的除濕能力。張楠[42]選取浸漬無水乙醇后不破碎的B型硅膠為基質，分別浸漬到氯化鋰、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁4種鹽溶液中，并對浸漬的鹽種類和鹽含量進行優選研究。結果表明，氯化鋰含量為16%的復合硅膠調濕材料的吸濕量以及吸放濕速率性能最優。之后，對最優復合硅膠調濕材料在室內自然條件下密閉容器內的調濕性能進行實驗研究，結果表明，復合調濕材料的吸濕量和其控制的環境相對濕度近似線性相關：當其吸濕量從10%增大到40%時，所控環境相對濕度從40%RH 變化到75%RH。張文清等[43]制備了一系列鹽含量為3%～20%的復合硅膠調濕材料，并申請了相關發明專利。研究表明，針對外界環境溫濕度的變化，這類復合調濕材料能迅速做出反應，并通過對水蒸氣的吸附和脫附，維持環境濕度的恒定。Bu 等[44]制得不同孔徑（2～3nm、4～7nm和8～10nm）的硅膠基質和不同氯化鈣含量（7%、15%、20%、32%、38%）的復合硅膠，并對其平衡吸濕量和動態吸濕量進行研究，結果顯示由4～7nm和8～10nm硅膠制得的復合材料的吸附量和吸附速率均有顯著提升，并且隨著氯化鈣溶液濃度的增加而增大；對于2～3nm 的硅膠，復合材料的吸濕性能未能得到明顯改善。

可以發現，通過添加無機鹽調濕材料，硅膠的平衡吸濕量和調濕區間都得到了極大地改善。其中，氯化鋰改性的復合硅膠調濕材料在60%RH～80%RH 相對濕度區間有著最佳吸濕容量，被廣泛應用于博物館文物、藝術品等微環境空間的濕度調控[45]。

2.3 無機礦物-無機礦物

無機礦物-無機礦物復合調濕材料通過對硅藻土、沸石、火山灰等兩種或多種無機礦物調濕材料的摻雜混合等處理，從而制備出具有更優孔隙結構的復合無機多孔調濕材料[46-48]。Vu等[49]將不同比例的硅藻土和火山灰混合，通過1000～1100℃的高溫燒結制得復合調濕材料。實驗研究表明，硅藻土含量越大，復合材料的吸放濕性能越好。馬明明等[50]通過濕混、壓制和900～1050℃高溫燒結過程制得由硅藻土、鉀長石、黏土和滑石粉組成的復合調濕材料。研究發現，在900℃高溫條件下制得的復合調濕材料吸濕量最大，較950℃和1050℃燒結條件下制得的樣品分別高出35%和82%。

粉煤灰、釩鐵渣等工業廢渣也常被用作礦物摻合料以改性無機礦物。楊永等[51]采用燒結法制得含少量過硼酸鈉添加劑的純硅藻土-粉煤灰復合無機調濕材料。研究表明粉煤灰和過硼酸鈉能提升硅藻土材料的調濕性能，且隨著燒結溫度的升高，復合調濕材料的吸放濕率先增大后減小。在1000℃的燒結溫度下，當硅藻土、粉煤灰和過硼酸鈉的質量分數分別為80%、18%和2%時，復合材料調濕性能最佳，吸濕率和放濕率分別達到7.8%和5.86%。Zheng 等[52]對摻雜粉狀燃料灰的硅藻土基調濕材料的調濕性能實驗研究表明，調濕材料的吸濕量總是高于放濕量，且吸濕達到平衡所需的時間也長于放濕工況。此外，調濕材料環境濕度的變化比對環境溫度的變化更敏感。胡明玉等[53]基于簡單成型和自然養護工藝制備出釩鐵渣無機摻合料改性的復合硅藻土調濕材料。研究表明，當無機摻合料質量分數為15%～20%時，復合樣品25℃下最大含濕平衡率為21%，最大吸、放濕速率可達0.073kg/(kg·d)和0.045kg/(kg·d)，調濕性能較未改性硅藻土略有下降，但強度和耐水性得到大幅提升。

3 無機-有機類

現有文獻報道的無機-有機類復合調濕材料主要有無機礦物-有機類、無機鹽-有機類、硅膠-有機類3類。

3.1 無機礦物-有機類

無機礦物的多孔結構能吸附和釋放空氣中的水蒸氣，但吸濕容量大多較小，調濕性能較差，而有機高分子材料吸濕性能強，但放濕性能差。因此，通過無機礦物和有機高分子材料的交聯反應，能充分發揮各自優勢，得到具有大吸濕量和高吸放濕速率的復合調濕材料[54-55]。

聚丙烯酸系列有機高分子材料具有高吸濕性能，是這類復合調濕材料最常見的有機組分[56-57]。王吉會等[57]采用反相懸浮聚合法制得沸石/聚丙烯酸(鈉)復合調濕材料，并對沸石、分散劑含量、中和度等合成參數對合成材料吸放濕性能的影響進行研究，實驗結果表明中和度對復合材料吸放濕性能的影響最大，沸石的影響次之，分散劑的影響最小。Yang等[58]合成海泡石-丙烯酸/丙烯酰胺共聚物復合調濕材料，測試發現該材料飽和吸濕量可達自身質量的78.6%，吸濕速度快（平衡時間3.5h）。Li等[59]制成的有機膨潤土-聚丙烯酸鈉復合調濕砂漿較普通砂漿比表面積和孔體積更大，調濕性能更優，并可將實驗空間的相對濕度控制在38%RH～62%RH 的區間。Dong 等[60]通過反相懸浮聚合法，分別將聚(丙烯酸-丙烯酰胺)與埃洛石、水滑石和海泡石3 種無機礦物復合，得到3 類復合調濕材料。通過對丙烯酸與丙烯酰胺、無機礦物含量等組分配比的研究，優化埃洛石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)、水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)、水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)復合調濕材料，得到3類復合調濕材料的最大吸放濕率：埃洛石復合調濕材料最優，為1.87g/g；水滑石次之，為1.25g/g；海泡石最差，為1.13g/g。Gon?alves 等[61]將超吸水樹脂、多孔膨脹應石和珍珠巖摻入水泥砂漿制備出復合調濕材料，并研究不同原料含量對其調濕性能影響。

聚乙二醇、聚氨酯、天然高分子多糖如魔芋葡甘聚糖等其他吸水性聚合物和蛭石、高嶺石、埃洛石等無機礦物的合成也見諸報道[62-64]。Xu等[65]合成了3種不同結構的魔芋葡甘聚糖和埃洛石納米管的復合調濕材料，吸放濕性能測試結果表明，隨著埃洛石納米管質量的增大，復合材料的吸放濕性能先增加后下降，其含量為4%時性能最優，吸濕率和放濕率分別為117.3%和73.4%。

可以發現，無機礦物-有機高分子復合調濕材料有著不錯的濕容量和調濕速度。這主要是由于有機高分子經交聯聚合反應進入無機礦物的孔隙/層間中，使無機礦物的孔隙大小和層間間距有一定程度的增大[66]，另一方面得益于引入的有機高分子材料的高吸濕性能[67]。

3.2 無機鹽-有機類

在吸濕性能優異的有機高分子電解質中加入無機鹽是無機-有機類復合調濕材料制備的另一種常見方法[68-70]。

曹嘉洌等[71]分別合成了K2CO3、KAc 和Na2SO4不同無機鹽改性的復合殼聚糖基調濕材料。研究表明，30% RH 的低濕度工況下，KAc 和K2CO3改性復合調濕材料的吸濕量差別不大，但在50%RH 和70%RH 工況下，K2CO3改性復合材料的吸濕量更佳，KAc 次之，Na2SO4最差。此外，當K2CO3質量分數為25%時，復合調濕材料在30%RH、50%RH和70%RH工況下的吸濕量分別可達11.1%、29.1%和47.6%。沈方紅等[72]以羧甲基殼聚糖高分子電解質為基質，分別加入乙酸鉀、碳酸鉀、硫酸鈉無機鹽，研究表明，在30% RH～50%RH 的低濕環境下，添加乙酸鉀的復合調濕材料濕容量最高，可達45.5%；而在50%RH～70%RH 的高濕環境下，由碳酸鉀制得的復合試樣濕容量最大。此外，隨著無機鹽用量的增加，復合試樣的吸濕量先增大后減小。這是因為當無機鹽含量較少時，試樣內部離子濃度較低，不能有效地使材料表面水分進入，而當無機鹽含量過大時，羧甲基殼聚糖含量就相對較少，羥基、羧基等親水基團也隨之減少。張楠等[73]以羧甲基纖維素鈉（CMC）有機高分子化合物為基質，分別添加氯化鋰、碳酸鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋰無機鹽，并結合碳酸氫銨致孔劑制備了不同種類無機鹽的羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料，并考察了無機鹽種類、鹽含量以及致孔劑（碳酸氫銨）用量對調濕材料性能的影響。通過對復合調濕材料吸濕量和濕容量的實驗研究，發現質量分數為33%的氯化鋰制得的復合材料吸濕性能最優且未出現鹽析現象。此外，作者還發現添加致孔劑能改善調濕材料的孔結構，促使水蒸氣均勻快速擴散，提升調濕材料的吸、放濕速率。當CMC、氯化鋰和碳酸氫銨的質量比為6∶3∶4時，試樣的調濕性能最佳，且能滿足文物保護環境的安全性要求。Yang等[74]向聚丙烯酸鈉中添加不同摩爾濃度的氯化鋰鹽溶液，制備出具有超強水蒸氣吸附能力的復合材料，25℃下的吸濕量最高可達2.96g/g，較現有文獻報道的未添加無機鹽的純聚丙烯酸鈉（1.01g/g）[75]有著近2倍的提升。

可以發現，通過添加合適的吸濕性無機鹽，并控制合理的鹽含量，這類無機鹽-高分子電解質復合調濕材料能充分發揮無機鹽的高吸濕性能和高分子聚合物的強蓄水能力，從而具備優異的濕容量和較快的吸放濕速率。

3.3 硅膠-有機類

近年來，也有學者對硅膠和有機高分子聚合物的合成進行相關研究[76-77]。張浩等[78-79]和尚建麗等[80-81]以SiO2為壁材、不同脂肪酸為芯材通過溶膠-凝膠法制得粒徑分布均勻、具有良好相變儲濕性能的SiO2-脂肪酸復合相變調溫調濕材料。隨后，張浩[82]又基于RBF網絡優化SiO2基復合調濕材料制備參數，使粒徑分布更均勻，調濕性能試驗結果表明，該復合材料在40%RH～60%RH的相對濕度區間，平衡含濕量為0.09～0.15g/g，相變溫度為20.0～23.5℃。最近，朱大有等[83]利用超聲波輔助溶膠-凝膠法制備改性SiO2基癸酸-棕櫚酸調溫調濕復合材料，發現能降低粒徑尺寸，同時其在40% RH～65%RH 相對濕度范圍內的平衡含濕量為0.12～0.24g/g，相變溫度為20.2～23.6℃，且穩定性能良好。宗志芳等[84]通過RBF網絡，對二元脂肪酸(BFA)/SiO2復合相變儲濕材料進行最優熱濕性能的制備工藝參數預測研究，結果表明該模型在30%RH～90%RH相對濕度區間的濕容量和相變焓的預測值與實測值的相對誤差均低于2%，具有較高的精確性。

除了向有機高分子材料添加無機鹽或硅膠，還有學者對無機鹽、硅膠和有機高分子聚合物三者的混合物進行合成研究。Fu等[85]研制了不同濃度氯化鋰溶液改性的硅膠-聚乙烯醇復合材料，在25℃、90%RH工況下，該類復合材料濕容量最高可達1.0g/g。

4 無機-生物質類

較之無機-無機和無機-有機復合調濕材料難降解的不足，生物質類復合調濕材料獨有的生物親和性和生物降解性特點，既綠色環保，又能實現資源的可持續利用，因而具有很大的發展潛力。其中，無機-生物質類主要包括無機礦物和無機鹽改性的生物質復合調濕材料。

4.1 無機礦物-生物質

將海泡石、蒙脫土、硅藻土等無機礦物摻雜進楊木、泥炭蘚等多孔生物質調濕材料，能有效提高生物質材料的吸濕量，并保留生物質材料的高降解性[86-87]。

尚建麗等[88]以石膏為基礎膠結料，通過分別添加吸附性較好的植物纖維、活性炭和高嶺土，研制出含不同摻雜物的復合調濕材料。實驗結果表明，摻植物纖維的調濕材料的吸濕能力在30% RH～80%RH 相對區間明顯高出摻高嶺土和活性炭的材料，后期有望在石膏基礎上制備成裝飾兼吸濕板材。吉軍等[89]制備了楊木/蒙脫土復合調濕材料，并通過單因素實驗法研究不同工藝因子對復合材料吸水性能的影響，結果發現5個工藝因子對復合材料的吸水性有不同程度的影響，然而，這類生物質類復合調濕材料的濕容量和吸、放濕速度仍有待提高。胡明玉等[90]通過釩鐵渣和無機助劑配制無機改性摻合料制得硅藻土/泥炭蘚復合調濕材料，其25℃下最大平衡含濕可達24.9%。隨后，胡明玉等[91]對內表面涂覆有0.5mm厚該復合硅藻土調濕材料的小室研究其對室內溫濕度調節的效果。研究表明，密閉條件下，該材料能將小室的相對濕度維持在50%RH～60%RH；但在通風條件下，其對小室濕度調節效果減弱，但對溫度仍有1～2℃的調節作用。

4.2 無機鹽-生物質

將生物質類調濕材料浸入無機鹽溶液或摻雜無機鹽粉末，就形成了含鹽的生物質基復合調濕材料[92]。

Lin 等[93]利用動物毛提取的蛋白質為原料合成的吸水劑具有很好的吸水性能，他們還研究了這種吸收劑的吸水能力與氯化鈉濃度和pH 的關系。沈躍華[94]基于大量試驗，以稻草、蘆葦、麥桿、甘蔗渣等農作物為原料，經過一定條件下水解和羧基化處理后，得到植物纖維吸濕本體，再混合氯化鈣、氯化鈉等濕強劑物質，制得高效纖維復合調濕材料。這類復合調濕材料本身安全無毒，并能100%自然降解。

5 有機-生物質類

將有機高分子調濕材料引入多孔生物質調濕材料的孔隙或層間，能進一步增大生物質的孔徑和層間距，使有機高分子-生物質復合調濕材料的濕容量和調濕速度較單一的有機類或生物質類調濕材料明顯提高，同時仍保有一定的生物降解性[95-96]。其中，以玉米、高粱、小麥等農作物秸稈為原料，通過改性得到相應纖維素基材進而合成復合高吸水樹脂的研究最常見[97-99]。孫自順等[100]通過水溶液聚合法將丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉三種有機物單體接枝到經研磨、酸化、抽濾等處理后的玉米秸稈基纖維素骨架中。研究表明，復合材料的吸水量、吸水速率和保水率隨著玉米秸稈含量的增加而增大，當秸稈含量為10%時，制備的高吸水性樹脂10min達到平衡吸水率的58%，有著不錯的吸水速率；50min的吸水量高達350g/g。

除了秸稈類原料，也有學者對亞麻、核桃殼等進行相關報道。Yu 等[101]以取自亞麻紗線廢物的纖維素為骨架材料，合成纖維素-P(AA-co-AM)吸水性樹脂的復合調濕材料，研究表明該材料有著優異的吸水性和生物降解性。尚建麗等[102]以廢棄核桃殼為原料，經過磨細、化學-物理耦合活化、微波加熱等過程，制備出多孔生物質基質，之后采用真空浸漬法制備有機相變-生物質調溫調濕復合材料。研究結果表明，當多孔基質的含量為40%時，復合材料的吸附量可達35%。

6 結語

利用調濕材料吸放濕特性來調節室內濕度的被動除濕技術是實現建筑節能的重要技術之一，在緩解能源危機、生態環境保護以及減少CO2排放等方面都有著較大的作用。復合調濕材料通過不同類別調濕材料的復合，極大地克服了單一調濕材料難以同時滿足高吸濕容量和高吸放濕速度的要求，是今后建筑材料領域和空氣調節領域的主要發展方向之一。

目前，國內外對復合調濕材料的研究主要集中于復合材料的制備工藝、調濕能力模擬與實驗等方面。為了促進調濕材料與建筑的結合，研制成如調濕型綠色節能墻、調濕屋頂等，實現在住宅、寫字樓等民用建筑中，以及廠房、倉庫等工業建筑上的應用，從而帶來較大的社會、環境和經濟效益，未來仍需要在以下幾個方面加強研究。

（1）通過對不同學科理論和工藝交叉領域的探索研究，研發出成本低、濕容量高、吸放濕速度快、長期使用穩定性佳的復合調濕材料。如結合分子動力學模擬進行復合調濕材料熱濕傳遞過程微觀層面的深入研究。

（2）考慮通風條件、環境溫濕度源等作用因素對調濕材料性能的影響，進行建筑實際工況條件下復合調濕材料的濕容量、動態吸放濕性能的實驗和模擬研究。

（3）進一步規范化調濕性能評價指標，細化調濕材料測試標準，促進統一、規范化的量化研究，以客觀公正地比較各類調濕材料的調濕性能參數。

（4）建立不同地區氣候、不同季節、不同建筑應用等條件下，復合調濕材料的應用效果和使用性能的評價體系。