[發明專利]一種二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710649178.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107469631B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 丁彬;張世超;劉惠;劉麗芳;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/08;B01D71/28;B01D71/34;B01D71/38;B01D71/42;B01D71/44;B01D71/48;B01D71/54;B01D71/68;B01D71/72;D04H1/728;D01D5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

1.一種二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，選用聚合物配制成均勻穩定的聚合物溶液，將其經靜電直噴成網，在靜電直噴過程中借助外力作用使噴絲口發生原位振動，促進帶電液滴的生成，進而液滴發生相分離，在接收基材表面形成均勻的二維網狀極細納米纖維材料，其呈連續、無縫堆疊狀，隨后利用靜電紡絲技術在網狀材料表面噴覆一層靜電紡纖維保護層，獲得以該極細網狀纖維為核心層的復合液體過濾材料。

2.如權利要求1所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述聚合物溶液為聚合物、添加物及溶劑的混合物。

3.如權利要求2所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述聚合物為聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚對苯二甲酰對苯二胺、聚間苯二甲酰間苯二胺、聚砜、聚醚砜、尼龍、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己內酯、聚乳酸、聚乙烯亞胺、聚苯并咪唑、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚醚醚酮、聚乙二醇、聚酯酰胺、聚苯醚、聚氯乙烯、聚乙烯一乙烯醇共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯、纖維素、透明質酸、殼聚糖和蠶絲蛋白中的任意一種或幾種；所述添加物為氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋇、氯化鋅、氯化鐵、碳酸鈉、碳酸鉀、硝酸銀、硝酸銅、溴化鋰、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基溴化吡啶、十六烷基三甲基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四乙基氯化銨、碳納米管和氧化石墨烯中的任意一種或幾種；所述溶劑為水、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、甲酸、丙酮、六氟異丙醇、二氯甲烷、氯仿、正己烷、異辛烷、石油醚、甲酚、苯酚、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、苯、甲苯、二甲苯、三氯乙酸、三氟乙酸、吡啶、異丙基苯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的任意一種或幾種。

4.如權利要求2所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述聚合物溶液的配制方法具體為：先將添加物加入到溶劑中，用磁力攪拌裝置攪拌10～120min，超聲裝置超聲10～120min，然后將聚合物將入其中，在室溫或加熱狀態下用磁力攪拌裝置連續攪拌2～24h。

5.如權利要求2所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，聚合物溶液中添加物的質量濃度為0.0001～0.05wt％。

6.如權利要求1-5任意一項所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述聚合物溶液中聚合物的分子量為5×10⁴～2×10⁷，聚合物的質量濃度為0.001～5wt％，聚合物溶液的粘度范圍為1～500mPa·s。

7.如權利要求1所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述靜電噴射過程中的電壓為15～150kV，灌注速度為0.05～5mL/h，噴絲口到接收基材之間的距離為15～60cm，環境溫度為15～50℃，環境相對濕度為10～99％；噴絲口的振動頻率為0.1～10kHz，振幅為0.1～10μm。

8.如權利要求1所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述接收基材為多孔材料，孔徑為0.2～20μm。

9.如權利要求1所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法，其特征在于，所述靜電紡纖維保護層中的纖維直徑為0.1～3μm，厚度為0.5～20μm。

10.一種采用權利要求1-9任意一項所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料的制備方法制備的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料。

11.如權利要求10所述的二維網狀極細納米纖維復合液體過濾材料，其特征在于，所述過濾材料的平均孔徑為10～400nm，孔隙率≥75％，其對0.01～10μm顆粒的過濾效率為80～100％，純水通量≥5000L·m^-2·h^-1。