[發(fā)明專利]一種基于TPU納米纖維的PM2.5過濾網(wǎng)膜的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811093464.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN109011922A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉偉;陳若望;汪鵬君;解凱賀;那譜丹;袁玉蓮;章晶榮;張涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D46/54
• 分類號(hào): B01D46/54;B01D39/16
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 何仲

本發(fā)明公開了一種基于TPU納米纖維的PM2.5過濾網(wǎng)膜的制備方法，特點(diǎn)是包括以下步驟：（1）在玻璃纖維網(wǎng)格上采用磁控濺射的方法淀積Au金屬厚度達(dá)100?200nm得到過濾網(wǎng)膜框架；（2）將N，N?二甲基甲酰胺與丙酮按一定比例混合后，攪拌并加入一定量的TPU顆粒，超聲處理后磁力攪拌，靜置24h后獲得TPU納米纖維前驅(qū)液；（3）將高壓直流電源火線接于針頭外壁，零線接于過濾網(wǎng)膜框架作為靜電紡絲收集襯底，在針筒中加入TPU納米纖維前驅(qū)液，通過靜電紡絲方式獲得基于TPU納米纖維的PM2.5過濾網(wǎng)膜，優(yōu)點(diǎn)是超高PM2.5去除效率，低空氣過濾壓阻，高品質(zhì)因數(shù)及使用壽命長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣過濾領(lǐng)域，尤其涉及一種基于TPU納米纖維的PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化水平的不斷提高，空氣污染問題日益嚴(yán)重。作為主要的空氣污染物，空氣懸浮顆粒污染物受到人們廣泛關(guān)注。作為一種主要的空氣懸浮顆粒污染物，PM2.5是指顆粒特征尺寸小于2.5微米的空氣懸浮細(xì)顆粒污染物。空氣中懸浮的PM2.5污染物可以直接通過人的鼻子和支氣管進(jìn)入人體肺部，從而引發(fā)多種慢性疾病，如哮喘、慢性支氣管炎、心血管病等。為了減少甚至消除PM2.5空氣污染物的影響，多種PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜應(yīng)用于室內(nèi)空氣質(zhì)量保護(hù)的窗戶過濾網(wǎng)膜以及戶外個(gè)人防護(hù)的過濾膜口罩。PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜主要是依靠自身的固有結(jié)構(gòu)（纖維直徑、孔徑、孔隙率、堆積密度），物理性能（介電性能）等實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中顆粒物質(zhì)的高效去除。

現(xiàn)有的PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜主要包含兩大類：一種是利用更小的過濾孔徑組成的過濾網(wǎng)膜來除去空氣中PM2.5懸浮顆粒，類似于凈化水過濾系統(tǒng)。為了達(dá)到較高的PM2.5懸浮顆粒過濾效率，過濾孔徑通常設(shè)計(jì)的較小，而較小的過濾孔徑將大幅提高空氣過濾壓強(qiáng)差，從而導(dǎo)致空氣流通不暢；另一種是利用PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜自身所帶靜電吸附空氣中PM2.5懸浮顆粒，目前這種PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜存在品質(zhì)因數(shù)低下，長時(shí)間使用性能下降等技術(shù)問題。其中，納米纖維因其較低的孔徑、極高的孔隙率、理想的靜電吸附等特點(diǎn)在PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜的設(shè)計(jì)上展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。近年來，多種納米纖維制備方法不斷嘗試，如拉伸法、模板合成法、相分離法、自組裝法、靜電紡絲法等。其中，靜電紡絲法以其設(shè)備簡單、工藝可控、適紡范圍廣、成本低等多方面特點(diǎn)，成為制備納米纖維的首選方法。熱塑性聚氨酯（TPU）是一種應(yīng)用廣泛的高分子材料，相比于其他高分子聚合物材料，它具有耐磨，一定透光性、高拉伸性、高穩(wěn)定性、高阻燃、難水解、良好生物相容性等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前，國內(nèi)外還沒有公開任何關(guān)于采用靜電紡絲制備TPU納米纖維作為PM2.5過濾網(wǎng)膜的制備方法的相關(guān)內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有超高PM2.5去除效率，低空氣過濾壓阻，高品質(zhì)因數(shù)及使用壽命長的基于TPU納米纖維的PM2.5空氣過濾網(wǎng)膜的制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于TPU納米纖維的PM2.5過濾網(wǎng)膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）過濾網(wǎng)膜框架制備：在玻璃纖維網(wǎng)格上采用磁控濺射的方法淀積Au金屬厚度達(dá)100-200nm；增強(qiáng)襯底導(dǎo)電性，可提高最終制成的PM2.5過濾網(wǎng)膜厚度的均一性；

（2）TPU納米纖維前驅(qū)液的制備：將N，N-二甲基甲酰胺與丙酮按一定比例混合后，攪拌并加入一定量的TPU顆粒，超聲處理0.5-1.5min之后，磁力攪拌6-12h直至溶液變得透明澄清，靜置24h后，獲得TPU納米纖維前驅(qū)液；