[發明專利]一種兼具光催化/抗菌功能的復合納米纖維過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710706839.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107497182B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 丁彬;廖亞龍;李玉瑤;趙興雷;印霞;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/58;D01F6/90;D01F6/94;D01F6/48;D01F6/92;D01F6/52;D01F6/50;D01F6/44;D01F6/54;D01F1/10;D01F11/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種兼具光催化/抗菌功能的復合納米纖維過濾材料及其制備方法，所述的過濾材料，包括支撐層及附著在支撐層表面的納米纖維過濾層，納米纖維層均勻填充有光催化劑和抗菌劑，制備方法包括以下步驟：1)紡絲液配制：將一定量的光催化劑和抗菌劑均勻分散在溶劑中形成分散液，超聲處理后加入高聚物形成穩定均一的靜電紡絲溶液；2)靜電紡絲，設置靜電紡絲參數，利用靜電紡絲用組合式針頭實現紡絲聚合物溶液在實心金屬絲尖端進行拉伸出絲；3)采用回收溶劑蒸汽以一定釋放速率對復合納米纖維過濾材料表面進行微溶處理，即得最終兼具光催化/抗菌功能的復合納米纖維過濾材料。本發明有效解決了現有靜電紡絲用針頭/噴頭出液端易堵塞的問題，可以直接用于可見光下有機污染物的分解、微生物病原體的滅活等，同時具備卓越的過濾性能。

技術領域

本發明涉及一種兼具光催化/抗菌功能的復合納米纖維過濾材料，尤其涉及到一種制備方法，即利用靜電紡絲用組合式針頭實現紡絲聚合物溶液在實心金屬絲尖端進行拉伸出絲，同時采用回收溶劑蒸汽以一定釋放速率對復合納米纖維過濾材料表面進行微溶處理，屬于功能過濾材料領域。

背景技術

霧霾和PM2.5越來越受到人們的關注和重視，霧霾的來源和危害也越來越被人們所熟知。室內除了PM2.5等空氣污染源，還有甲醛、苯等揮發性有機物及細菌、病毒、真菌等污染物，給人體健康帶來極大的危害。因此人們對過濾材料的要求除了攔截細小顆粒物外，還希望其具備分解室內甲醛等有機污染物、殺滅空氣中的細菌、真菌及微生物等功能。由于室內環境的相對封閉、空調的大量使用、室內化學污染的增加等原因極易滋生各種細菌、真菌和微生物。

發明專利“納米抗菌材料-聚砜復合微孔濾膜及其制備方法”(CN200510051363.9)，該微孔濾膜是由溶于選定的溶劑中的聚砜與混合的納米抗菌材料組成，用干/濕相轉化法刮膜，浸入凝固浴中成膜，但其納米抗菌材料易脫落；發明專利“一種氧化石墨烯/聚合物復合抗菌材料及其制備方法”(CN201610588724.1)，其在聚合物基體上的氧化石墨烯抗菌涂層，將活化后的聚合物基體浸入偶聯劑溶液中浸泡后用去離子水淋洗后并自然晾干后獲得復合抗菌材料，但是其抗菌層與基體間的結合牢度不明晰；實用新型專利“一種清香型抗菌過濾材料”(CN201520335153.1)提供一種可以吸附空氣中的雜質顆粒和灰塵，并且附帶有抗菌功能的清香型抗菌過濾材料，抗菌纖維層為涂有抗菌劑的抗菌層，但其對PM2.5等細顆粒物的過濾效果不高，抗菌層結合牢度不高。

發明內容

本發明的目的是：有效解決現有靜電紡絲用針頭/噴頭出液端易堵塞的問題，對甲醛、胺類和甲苯都具有很好的光催化效率且對細菌、病毒及微生物具有抑制作用，同時具備卓越的過濾性能。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種具有光催化功能的復合納米纖維過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)紡絲液配制：將一定量的光催化劑和抗菌劑均勻分散在溶劑中形成分散液，超聲處理后加入高聚物形成穩定均一的靜電紡絲溶液；

2)靜電紡絲：設置靜電紡絲參數，利用靜電紡絲用組合式針頭實現紡絲聚合物溶液在實心金屬絲尖端進行拉伸出絲；

3)采用回收溶劑蒸汽以一定釋放速率對復合納米纖維過濾材料表面進行微溶處理，即得最終兼具光催化/抗菌功能的復合納米纖維過濾材料。

優選地，所述溶劑為甲酸、四氫呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮中的一種，或兩種及兩種以上的混合物。

優選地，所述靜電紡絲溶液的質量濃度分別為：

聚合物為尼龍6，聚合物溶液的質量濃度為4-10％；

聚合物為聚氨酯，聚合物溶液的質量濃度為6-18％；

聚合物為聚偏氟乙烯，聚合物溶液的質量濃度為18-25％；