[發明專利]表面含殼聚糖粉末的納米纖維空氣凈化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811024776.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109468751B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 李惠;張海艷;潘志娟;王玉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學;蘇州達菲特過濾技術股份有限公司
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00;D01F1/10;D01F6/92
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 金利琴

本發明涉及一種表面含殼聚糖粉末的納米纖維空氣凈化材料及其制備方法，制備方法為：將含殼聚糖納米粉末的紡絲液進行靜電紡絲并以預過濾材料為接收基材制得表面含殼聚糖粉末的納米纖維空氣凈化材料，含殼聚糖納米粉末的紡絲液中的溶質為PLA，溶劑為DCM與DMAC的混合溶劑，靜電紡絲時環境的相對濕度為30～60％。納米纖維空氣凈化材料包括相鄰的納米纖維膜層和預過濾層，納米纖維膜層和預過濾層具有孔隙結構，且預過濾層的孔徑大于納米纖維膜層，納米纖維膜中的納米纖維上分布有納米孔洞且納米纖維的表面鑲嵌有殼聚糖納米粉末。本發明方法工藝簡單，制得的納米纖維空氣凈化材料吸附過濾效果好且抑菌率高。

技術領域

本發明屬于納米纖維過濾材料領域，涉及一種表面含殼聚糖粉末的納米纖維空氣凈化材料及其制備方法，特別涉及一種具有高抑菌率的表面含殼聚糖粉末的納米纖維空氣凈化材料及其制備方法。

背景技術

空氣污染通常是指由人類活動或自然過程產生的某些物質進入大氣后呈現出足夠的濃度且達到足夠的時間后危害人體的舒適、健康或自然環境的現象。隨著工業化和城市化的迅速發展，空氣污染問題日益嚴峻，我國中東部地區經常出現大面積且長時間的低能見度霧霾天氣，給人們日常工作和生活甚至生命健康帶來極大影響。霧霾主要是由空氣中的懸浮顆粒和煙霧形成的，這些小尺度粒子(如懸浮顆粒，從0.001μm到10μm，平均直徑大約在1～2μm左右)均勻穩定地分布在空氣中并可長距離運輸。霧霾天氣時大氣懸浮顆粒物中的微生物高達1300多種，包含可致病或致呼吸道過敏的微生物，其不僅會引起過敏，而且能在進入人體后引發肺癌等疾病，對人體造成不可逆的傷害，甚至會造成死亡。對于室內空氣而言，由于空間狹小且空氣流通性差，室內空氣污染成分也尤為復雜。細菌等微生物及其他有毒有害物質依附在可吸入顆粒物上進入人體后，使得支氣管炎、流感、肺結核和腦膜炎等疾病的發病率大大增加。傳統的纖維過濾材料的直徑較粗，孔徑大，存在過濾效率低、功能單一或制備工藝復雜等缺陷，難以滿足人們對高度清潔的空氣環境的要求。

為了制備多功能的空氣過濾材料，研究者常常采用層層復合的方式。專利CN204815955U制備了一種包括第一錦綸層、HEPA層、第一銀離子層、活性炭過濾層、第二銀離子層和第二錦綸層的空氣過濾材料，具有除異味抗菌的效果；專利CN107051232A先分別制備納米活性炭/聚合物納米纖維膜、納米TiO₂/聚合物納米纖維膜和納米銀/聚合物納米纖維膜，經熱處理去除高分子材料，再將活性炭納米纖維膜、TiO₂納米纖維膜、納米銀抗菌纖維膜三層復合制得一種過濾效率大于99％且抑菌效果較好的殺菌除醛的空氣過濾膜。但上述制備功能型過濾材料的方法，工藝要求高，工序復雜繁瑣，成本相對較高。

專利CN206593280U在過濾主體的表面涂覆、噴灑或者浸泡能夠抗菌的抗菌劑，獲得抑菌性能；專利CN104524866A通過將非織造布浸漬在殼聚糖溶液中，在纖維表面引入殼聚糖，再在非織造布表面噴涂纖維素納米纖維的水相分散液，使其在非織造布纖維之間形成網絡結構，降低非織造布的孔徑，增大非織造布的比表面積，得到具有抗菌性能的高效低阻復合型空氣過濾材料。表面涂覆抗菌劑能充分發揮其優良的抑菌效果，但穩定性差，尤其是殼聚糖烘干后較脆，易剝落，抗菌長效性差。

專利CN103774345A將氧化石墨烯加入兩種聚合物溶液中，通過并排電紡的方式制備出兩種直徑差異較大的納米纖維層層復合的復合納米纖維過濾膜，其對氯化鈉氣溶膠的截留率為96％，壓力降小于28mm水柱，由于摻雜了氧化石墨烯，對大腸桿菌的抑菌率大于90％，但是氧化石墨烯制備困難，產量低，成本高，其是通過片狀氧化石墨烯鋒利的邊緣破壞細胞膜致使細菌死亡從而進行殺菌，抑菌性能有限。