【摘 要】
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近年来,随着城市化和工业化的高速发展,空气污染作为一个亟待解决的环境污染问题,受到了来自全社会的广泛关注,尤其是PM2.5,已经成为了影响人体健康的重要指标。目前空气过滤材料中应用比较广泛的为纤维过滤材料,而影响纤维过滤精度的两个重要指标为堆积密度与纤维直径,因此纳米纤维过滤材料凭借其自身优势在空气过滤领域得到了广泛认可,静电纺丝技术是目前制备微纳纤维的新型加工技术,通过静电纺丝制备的纳米纤维与常
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近年来,随着城市化和工业化的高速发展,空气污染作为一个亟待解决的环境污染问题,受到了来自全社会的广泛关注,尤其是PM2.5,已经成为了影响人体健康的重要指标。目前空气过滤材料中应用比较广泛的为纤维过滤材料,而影响纤维过滤精度的两个重要指标为堆积密度与纤维直径,因此纳米纤维过滤材料凭借其自身优势在空气过滤领域得到了广泛认可,静电纺丝技术是目前制备微纳纤维的新型加工技术,通过静电纺丝制备的纳米纤维与常规纤维相比较,兼具膜的比表面积大、高的膜孔隙率、通孔性好等优势,在过滤、药物输送、防护服等领域均受到广泛关注。本文基于静电纺丝技术,通过对纤维微观形貌进行调控,制备出用于过滤DOP气溶胶颗粒的高效低阻的静电纺丝纳米纤维膜,达到净化空气的目的。主要研究内容有:1.通过水热法合成NaA型分子筛颗粒,采用静电纺丝技术,成功制备了NaA型分子筛掺杂PAN/PES复合纳米纤维膜。以扫描电子显微镜、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱分析等手段对所制备的NaA型分子筛以及PAN/PES/NaA复合纳米纤维膜进行表征及测试,同时探索了NaA型分子筛的掺杂量、纤维膜的面密度以及测试粒径、时间、气溶胶流速对空气过滤性能的影响,空气过滤测试结果表明:在NaA型分子筛掺杂量为1.5wt%,纤维膜面密度为0.72g/m~2条件下,过滤粒径0.33μm DOP气溶胶颗粒的过滤效率高达96.525%,空气过滤压降仅为65.337Pa,品质因数为0.096Pa-1。2.将尼龙-6（PA6）溶于两种挥发性不同的溶剂体系（甲酸/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或甲酸/二氯甲烷（DCM）或甲酸/N,N-二甲基乙酰胺（DMAC））,采用PP无纺布作为支撑层,通过采用静电纺丝技术制备具有凸起结构的PA6纳米纤维膜。在试验中探索混合溶剂的种类、PA6的添加量、混合溶剂体系配比以及纤维膜的面密度对纳米纤维膜空气过滤性能的影响。研究发现:最佳的混合溶剂为甲酸/DMAC;当甲酸/DMAC配比为5/1并且当溶剂总体积为20m L不变时,PA6的最佳添加量为3g的条件下空气过滤性能最好;在最佳PA6添加量的条件下,当混合溶剂配比为17.3/2.7时性能最佳,空气过滤效率高达97.64%,空气过滤压降仅为81.51Pa,空气过滤品质因数为0.037Pa-1,符合国家标准《GB/T14295-2008》中对亚高效过滤器的过滤效率需大于或等于95%而小于99.9%的规定。
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