【摘 要】
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随着人类社会的发展、城镇化和工业化水平的日益提高,环境污染特别是空气污染日益严重。近几年来新冠疫情的爆发,给人类健康带来了严重威胁,因此关于空气过滤材料的研究显得尤为重要。空气过滤材料主要分为针刺空气过滤材料、静电纺空气过滤材料和熔喷空气过滤材料。其中熔喷空气过滤材料具有制备成本低、生产效率高、纤维直径细、孔径小和孔隙度高等优点,使其得到广泛应用。但熔喷滤料也存在过滤效率低、稳定性差和抗菌性差等问
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随着人类社会的发展、城镇化和工业化水平的日益提高,环境污染特别是空气污染日益严重。近几年来新冠疫情的爆发,给人类健康带来了严重威胁,因此关于空气过滤材料的研究显得尤为重要。空气过滤材料主要分为针刺空气过滤材料、静电纺空气过滤材料和熔喷空气过滤材料。其中熔喷空气过滤材料具有制备成本低、生产效率高、纤维直径细、孔径小和孔隙度高等优点,使其得到广泛应用。但熔喷滤料也存在过滤效率低、稳定性差和抗菌性差等问题。为此,本研究以聚丙烯（PP）熔喷空气过滤材料为基底,分别通过表面仿生改性法、原位生长法和静电纺/熔喷复合法实现对PP熔喷空气过滤材料的改性,探究其在空气过滤领域的应用。具体研究内容如下:首先,以PP熔喷空气过滤材料为基底、单宁酸（TA）为改性剂,通过表面仿生改性法,制备具有优异抗菌性的PP/TA熔喷空气过滤材料,分析TA浓度和Cu SO4/H2O2促进剂对所得空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明:TA浓度为4 g/L,和使用Cu SO4/H2O2促进剂时,所制备PP/TA熔喷空气过滤材料其抗菌性能和过滤性能较优。其次,以PP熔喷空气过滤材料为基底材料,通过原位生长法在其表面构筑了具有立体结构的ZIF-L层,分析前驱体浓度和PP熔喷滤材表面亲水改性对所得PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明:PP熔喷滤材经TA改性后,当前驱体浓度为0.02mol/L Zn（NO3）2·6H2O、0.018mol/L PVP-K30和0.34mol/L Hmim时,PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料过滤性能较优,其对PM2.5的过滤效率可达93.2%,压降为317Pa,且经多次消毒洗涤,过滤效率仍高于92%,相较于商业化PP熔喷滤料,其过滤性能具有优异的稳定性。最后,通过溶剂热法制备出MIL-53（Fe）颗粒,并以PP熔喷过滤材料为基底,通过静电纺丝法,制备具有微纳结构和高效低阻的PP/MIL-53（Fe）复合空气过滤材料。当纺丝液中MIL-53（Fe）质量分数为4wt%时,PP/MIL-53（Fe）复合空气过滤材料性能较优异,对PM2.5的过滤效率可达99.3%,压降为53Pa。同时,所制备PP/MIL-53（Fe）复合空气过滤材料对染料分子具有良好的吸附性能,在5h内,对溶液中罗丹明B（RhB）的吸附率可达66.45%。
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