[發明專利]一種多級纖維多功能梯度過濾材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110730770.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113426202A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王學明;朱蕾;陳玲;葉偉強;齊宏旭
• 申請（專利權）人: 美埃（南京）納米材料有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01D46/00;B01D46/54
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 陸海天;徐冬濤

1.一種多級纖維多功能梯度過濾材料，包括第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層，其特征是，所述第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層通過自粘合方式依序復合而成：所述第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層分別通過紡絲制成；所述第一過濾層的纖維直徑≥第二過濾層的纖維直徑≥第三過濾層的纖維直徑≥第四過濾層的纖維直徑；所述第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層分別負載不同的功能性顆粒物，增強對不同污染物的去除作用。

2.根據權利要求1所述的多級纖維多功能梯度過濾材料，其特征是，所述第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層均由聚酰胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚乙烯醇中的一種或多種制成。

3.根據權利要求1所述的多級纖維多功能梯度過濾材料，其特征是，所述第一過濾層由聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚酰胺或聚苯硫醚中的一種制成。

4.根據權利要求1所述的多級纖維多功能梯度過濾材料，其特征是，所述第一過濾層的纖維直徑為1-10μm；所述第二過濾層的纖維直徑為500-1000nm；所述第三過濾層的纖維直徑為200-500nm；所述第四過濾層的纖維直徑為50-200nm。

5.根據權利要求1所述的多級纖維多功能梯度過濾材料，其特征是，所述第二過濾層負載的功能性顆粒物為活性炭顆粒物；所述第三過濾層負載的功能性顆粒物為抗菌劑顆粒物；所述第四過濾層負載的功能性顆粒物為貴金屬顆粒物。

6.根據權利要求1所述的多級纖維多功能梯度過濾材料，其特征是，所述第一過濾層的厚度≥第二過濾層的厚度≥第三過濾層的厚度≥第四過濾層的厚度。

7.一種根據權利要求1-6任一所述的多級纖維多功能梯度過濾材料的制備方法，其特征是，該制備方法包括以下過程：

1）設置四個紡絲單元，分別對應制備所述第一過濾層、第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層，并通過網簾相連；

2）將各功能性顆粒物分別混合到相應過濾層的紡絲液中；

3）在網簾上制備第一過濾層，然后，通過網簾輸送到下一個紡絲單元；

4）當網簾運行到第二過濾層紡絲單元時，在第一過濾層上制備第二過濾層，并使該第二過濾層與所述第一過濾層通過自粘合而復合；然后，通過網簾輸送到下一個紡絲單元；

5）當網簾運行到第三過濾層紡絲單元時，在第二過濾層上制備第三過濾層，并使該第三過濾層與所述第二過濾層通過自粘合而復合；然后，通過網簾輸送到下一個紡絲單元；

6）當網簾運行到第四過濾層紡絲單元時，在該第三過濾層上制備第四過濾層，并使該第四過濾層與所述第三過濾層通過自粘合而復合；

7）制備完成，進入下道工序。

8.根據權利要求7所述的多級纖維多功能梯度過濾材料的制備方法，其特征是，所述第一過濾層為熔融紡絲，通過控制溫度和牽伸力而得到所需直徑的纖維；所述第二過濾層、第三過濾層和第四過濾層均為溶液紡絲，通過控制紡絲液的濃度而得到所需直徑的纖維。

9.根據權利要求7所述的多級纖維多功能梯度過濾材料的制備方法，其特征是，各所述功能性顆粒物通過粒子篩分設備進行選取，并經過電駐極或水駐極處理使其表面帶電；同時，對顆粒物表面進行親聚水處理或改變顆粒物表面粗糙度來改變顆粒物的表面能；該功能性顆粒物還通過機械攪拌或超聲波而均勻的分散在紡絲液中。

10.根據權利要求7所述的多級纖維多功能梯度過濾材料的制備方法，其特征是，各所述紡絲單元之間的距離為5-100cm。