[發(fā)明專利]一種二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710649178.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107469631B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁彬;張世超;劉惠;劉麗芳;俞建勇
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 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

本發(fā)明公開了一種二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料及其制備方法。所述制備方法為：選用聚合物配制成聚合物溶液，將其經(jīng)靜電直噴成網(wǎng)，在靜電直噴過程中借助外力作用使噴絲口發(fā)生原位振動，促進(jìn)帶電液滴的生成，進(jìn)而液滴發(fā)生相分離，在接收基材表面形成均勻的二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維材料，其呈連續(xù)、無縫堆疊狀，隨后利用靜電紡絲技術(shù)在網(wǎng)狀材料表面噴覆一層靜電紡纖維保護(hù)層，獲得以該極細(xì)網(wǎng)狀纖維為核心層的復(fù)合液體過濾材料。本發(fā)明制備的二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料中含有纖維直徑細(xì)、網(wǎng)孔孔徑小、連續(xù)、無縫堆疊的二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維核心過濾層，且該材料具有孔隙率高、孔道連通性好的特點，可制備高截留效率、高通量的液體過濾膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維為核心層的復(fù)合液體過濾材料及其制備方法，屬于納米纖維過濾材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前，過濾法因操作簡單、工藝流程短等優(yōu)點，已在食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、石油化工等眾多行業(yè)的液體除雜中得到廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)有常用相分離液體過濾材料普遍存在孔道連通性差、濾液通量低的問題，導(dǎo)致生產(chǎn)過程能耗大、耗時長。靜電紡納米纖維液體過濾材料因具有孔徑小、孔道連通性好、孔隙率高等特點，有望成為一種理想的液體過濾材料。現(xiàn)有公開專利《超多孔性納米纖維墊及其用途》(CN201380070873.3)、《使用納米纖維過濾介質(zhì)從流體樣品除去微生物》(CN201080017401.8)、《一種液體過濾器用復(fù)合濾材》(CN201620985216.2)報道了利用靜電紡纖維制備液體過濾材料的方法，但上述方法制備得到的材料普通存在纖維直徑粗(＞200nm)、孔徑大的不足，導(dǎo)致其過濾效率低，難以滿足實際應(yīng)用需求。

為降低靜電紡纖維膜孔徑，獲得高效高通量的液體過濾材料，公開專利《高通量高效率納米纖維膜及其制備方法》(CN200980146276.8)、《一種纖維素納米纖維-氧化石墨烯雜化的復(fù)合超濾膜及其制備方法》(CN201510747818.4)、《一種孔徑可調(diào)控高通量納米纖維復(fù)合超濾膜的制備方法》(CN201610528343.4)報道了一種在靜電紡纖維表面涂覆纖維素納米晶構(gòu)筑小孔徑液體過濾膜的方法，該方法可利用具有極小直徑(5～50m)的纖維素納米晶降低靜電紡纖維膜的孔徑，但由于纖維素納米晶長度短(＜1μm)導(dǎo)致其易團(tuán)聚、在纖維膜表面分布不均勻，所形成的孔結(jié)構(gòu)難以精確調(diào)控，同時該纖維素納米晶易進(jìn)入纖維膜中引起孔道堵塞，從而導(dǎo)致材料的通量較低，無法滿足實際應(yīng)用。另有公開專利《納米蛛網(wǎng)/納米纖維復(fù)合型防護(hù)材料的制備方法》(CN200910052163.3)、《一種多組分網(wǎng)狀納米纖維膜的制備方法》(CN201410061970.2)報道了一種直徑細(xì)(5～35nm)、孔徑小(10～300nm)的納米蛛網(wǎng)材料的制備方法，但上述方法制備得到的納米蛛網(wǎng)材料中含有大量的常規(guī)靜電紡纖維支架，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)覆蓋率低且不連續(xù)，導(dǎo)致網(wǎng)與網(wǎng)之間有大量空隙存在，至今無法實現(xiàn)其液體過濾實際應(yīng)用。因此，亟需一種可制備直徑細(xì)、孔徑小、纖維連續(xù)、無縫堆疊的極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：提供一種二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料及其制備方法，特別是提供一種可制備直徑細(xì)、孔徑小、不含常規(guī)靜電紡纖維支架、連續(xù)堆疊且完全覆蓋的二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)合液體過濾材料的技術(shù)。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維復(fù)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(wěn)定的低質(zhì)量濃度聚合物溶液，將其進(jìn)行靜電直噴成網(wǎng)，在靜電直噴過程中借助外力作用使噴絲口發(fā)生原位振動，促進(jìn)帶電液滴的生成，進(jìn)而液滴發(fā)生相分離，在接收基材表面形成均勻的二維網(wǎng)狀極細(xì)納米纖維材料，其呈連續(xù)、無縫堆疊狀，隨后利用靜電紡絲技術(shù)在網(wǎng)狀材料表面噴覆一層靜電紡纖維保護(hù)層，獲得以該極細(xì)網(wǎng)狀纖維為核心層的復(fù)合液體過濾材料。

優(yōu)選地，所述聚合物溶液為聚合物、添加物及溶劑的混合物。