[發明專利]納米復合纖維PM2．5靜電濾網材料

在審

• 申請號: 201610805492.0
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN107789902A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 杜峰
• 申請（專利權）人: 江蘇瑞豐科技實業有限公司
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D46/00;B01D53/86;D01D5/00;D04H1/728
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種能進行空氣凈化，尤其適用于PM2.5過濾的靜電濾網材料，屬于霧霾防護技術領域。

背景技術

隨著國家工業不斷發展，化石能源消耗加劇，人類的燃燒活動、工業廢氣的高空排放、汽車尾氣的大量排放等產生大量的空氣懸浮顆粒物，其中PM2.5占有很大比重，對人體健康危害最大。PM2.5比表面積大，吸附能力強，可吸附重金屬和致病菌等大量有毒有害物質，成為空氣中細菌、病毒的載體；在大氣中滯留時間長，輸送距離遠，能夠進入人體肺泡，影響肺的通氣功能，使機體處在缺氧狀態，導致人體疾病。環境中PM2.5濃度每增加10μg/m³，因心血管疾病死亡的風險就增加12%。因此，生產PM2.5過濾膜對大氣環境、人體健康具有重要的意義。

本發明通過靜電紡絲與納米纖維技術制備出多種納米復合纖維濾膜，其制備的納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大和長徑比大等特點，擁有高孔隙率和良好的空氣透過性。用該濾膜作為空氣中PM2.5的過濾層，是一種理想的空氣過濾凈化材料，可應用于制作口罩、紗窗，以及用于空氣凈化器、濾清器、通風系統等設備中。

發明內容

本發明涉及一種納米復合纖維PM2.5靜電濾網材料，屬于霧霾防護技術領域。所述材料特征在于利用靜電紡絲與納米纖維技術制備納米復合纖維過濾層，內加MnO₂/TiO₂催化劑，去除PM2.5的同時可分解甲醛等空氣污染物。其制備方法在于將聚合物溶質和紡絲溶劑按一定比例混合均勻，加入MnO₂/TiO₂等催化劑，制成紡絲溶液，采用靜電紡絲技術，通過調節紡絲過程參數制備納米復合纖維過濾膜；再將該膜進行烘干處理，形成纖維直徑小、比表面積大、長徑比大，擁有高孔隙率和良好的空氣透過性的濾膜。利用該納米復合纖維過濾膜制作的口罩、紗窗、空氣凈化器設備、通風換氣設備去除PM2.5效率高，保護人們免受PM2.5污染，有效地提高人類生活環境質量。

本發明提出的一種納米復合纖維PM2.5靜電濾網材料，主要包含以下內容：

1）一種納米復合纖維PM2.5靜電濾網材料，其特征在于利用靜電紡絲和納米纖維技術制備納米復合纖維過濾層，內加MnO₂/TiO₂催化劑，去除PM2.5的同時可分解甲醛等空氣污染物。

2）靜電紡絲溶液：將1.05~60g聚合物溶解于100g合適的溶劑中，加入

0.5wt%~5wt%的MnO₂/TiO₂催化劑，在常溫或一定溫度水浴中攪拌至聚合物完全溶解，配制成質量分數為1wt%~40wt%的靜電紡絲溶液。

3）靜電紡絲：利用紡絲溶液進行靜電紡絲，通過調節正負電壓壓差、噴絲電極到接收電極之間的間距和環境溫濕度等，制備負載MnO₂/TiO₂催化劑、不同形貌的納米復合纖維過濾膜，紡絲纖維之間無規則交錯。

4）所制備的納米復合纖維過濾膜烘干處理后備用；也可與傳統濾網結合，制成復合結構。

本發明提出的一種納米復合纖維PM2.5靜電濾網材料，優勢如下：1）由靜電紡絲制得的納米復合纖維本身帶電荷，可以有效地吸收周圍的細微顆粒物；2）比表面積大、孔隙率高、纖維直徑可控、長徑比大、空氣透過性好；3）可與傳統濾網融為一體，制成復合結構；4）用于室內空氣凈化器時，高效去除PM2.5的同時可分解室內甲醛等污染物，替代多種濾芯材料串聯的結構，簡化空氣凈化器的結構；5）靜電紡絲納米纖維技術，工藝簡單，成本更低。

具體實施方式

以下通過實例進一步說明本發明：

實施例1

稱取15.56g聚氨酯粉末，2.35g MnO₂粉末，加入到含有50g二甲基乙酰胺溶劑的100mL錐形瓶中，置于60℃水浴中加熱攪拌至完全溶解，配制成質量濃度為30wt%的溶液。設置靜電紡絲過程參數：流速1.5mL/h，電極間距為18cm，電壓差為37kV，紡絲針頭內徑為0.70mm，將紡絲溶液靜電紡絲在無紡布上0.5h，取下烘干，得到負載聚氨酯、MnO₂的納米復合纖維過濾膜。用燃燒香煙作為PM2.5污染物，測試其過濾效率為99.7%。

實施例2

稱取13.38g聚苯乙烯（PS）粉末，3.50g MnO₂粉末，加入到含有50g二甲基乙酰胺溶劑的100mL錐形瓶中，置于60℃水浴中加熱攪拌至完全溶解，配制成質量濃度為25wt%的溶液。設置靜電紡絲過程參數：流速為2mL/h，電極間距為1.5cm，電壓差為35kV，紡絲針頭內徑為0.65mm，將PS和MnO₂靜電紡絲在無紡布上0.5h，取下烘干，得到負載PS和MnO₂的納米復合纖維過濾膜。用燃燒香煙作為PM2.5污染物，測試其過濾效率為99.2%。