【摘 要】
：
城市化发展与工业化建设引发了一系列空气污染问题,极大影响生态安全及人体健康。尤其是空气中的气溶胶颗粒物（PM）,在被吸入人体细支气管和肺泡后,其携带的有毒有机物和重金属元素可以穿透肺泡进入血液,对人类健康造成严重危害。特别是在新冠疫情大流行的背景下,人们对防护用口罩的需求与日俱增,个人防护用空气过滤器成为研究热点。目前大多数空气过滤器的核心部件为多孔过滤材料,它通常由微纳米级无序堆叠的纤维膜制成,
论文部分内容阅读
城市化发展与工业化建设引发了一系列空气污染问题,极大影响生态安全及人体健康。尤其是空气中的气溶胶颗粒物（PM）,在被吸入人体细支气管和肺泡后,其携带的有毒有机物和重金属元素可以穿透肺泡进入血液,对人类健康造成严重危害。特别是在新冠疫情大流行的背景下,人们对防护用口罩的需求与日俱增,个人防护用空气过滤器成为研究热点。目前大多数空气过滤器的核心部件为多孔过滤材料,它通常由微纳米级无序堆叠的纤维膜制成,如熔喷非织造布、纺粘非织造布、真空抽滤膜以及静电纺丝纤维膜等。其中,静电纺丝纤维膜由于其微纳米级直径、小孔径等特点可对PM实现更加高效的拦截,因此近年来被广泛研究。由于可纺纤维的直径或纤维膜孔径往往大于PM粒径,空气过滤材料往往通过增大膜基重和厚度的策略来提高材料的过滤效率。然而,材料压降的大幅增长极大限制了此类材料的应用。为平衡纤维过滤材料过滤性能与压降的关系,结构化设计成为一种解决策略。本课题以金属丝网作为接收基底,一步法快速制备具有孔径分级结构的单层多组分纤维膜,实现高效过滤的同时维持较低压降。并在此基础上,构建一种具有梯度浸润性的多层复合抗菌纤维膜,在高效、低阻过滤的同时实现水分定向传输以及抑制病菌生长。主要研究内容如下:1)通过以聚偏氟乙烯（PVDF）、二亚苄基山梨醇（DBS）和短链氟化烷基改性二氧化硅（F@Si O2）为纺丝原料,采用静电纺丝工艺,构建具有孔径分级结构且可电荷再生的纳米纤维膜。此纤维膜孔径沿气流运动方向定向收缩,可有效平衡过滤效率和压降。在高效率捕获PM(PM0.3＞98.82%;PM0.5＞99.87%,品质因子～0.121Pa-1;PM0.8-7.5=100%)的同时保持低压降（55 Pa）,且在酸、碱、紫外线（UV）或高湿环境中展现出优异的稳定性。此外,纳米纤维膜自身的压电特性使材料在按压后产生丰富的可再生表面电荷,实现对超细颗粒（特别是PM0.3）的可持续过滤。2)以聚偏氟乙烯（PVDF）、十四烷基三甲基氯化铵（TTAC）和有机硅季铵盐改性二氧化硅（S@Si O2）为纺丝原料,采用静电纺丝工艺,构建具有孔径、直径分级且可定向传输水分的抗菌多层纳米纤维膜。在梯度多孔网络的基础上进一步细化纤维,提升材料对超细微粒的过滤性能(PM0.3＞99.97%,品质因子～0.130Pa-1;PM0.5=100%;PM0.8-7.5=100%),同时仍能保持较低压降（71 Pa）。通过亲水PVDF-TTAC膜、疏水PVDF膜以及疏水改性的PVDF-S@Si O2膜层层复合,赋予纤维膜梯度浸润性,实现水分的定向传输。此外,复合纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有明显抑菌效果,在拦截致病气溶胶的同时提供高效杀菌功能。
其他文献
海藻酸钠（Sodium Alginate）是一种天然的海藻多糖,具有资源充裕、安全可降解和良好的生物相容性等优点,在纺织、印染、伤口敷料、食品添加剂等领域得到了广泛应用。海藻酸钠可与Ca2+、Mg2+等金属离子络合,形成特殊的“蛋盒结构”,从而形成稳定的胶体。利用这一性质,海藻酸钠可用于食品涂膜剂以保持食品的新鲜度。然而,由于海藻酸钠的疏水性较差,在制备食品包装涂层或保鲜膜等食品接触材料中限制了其
天然蓝色素是天然色素中较为稀有的一类,而栀子蓝色素是天然蓝色素的主要来源之一。栀子蓝色素是水溶性色素,具有独特的生理活性和较高的稳定性,广泛的应用于食品着色,织物染色,医疗等领域。栀子果实含有的栀子苷,是一种环烯醚萜苷类化合物,可以被β-葡萄糖苷酶水解产生京尼平,京尼平与氨基酸的反应产生栀子蓝。栀子的主要产业为栀子黄的提取纯化,此过程中,栀子苷作为杂质被分离。我国现在栀子蓝的市场价格约是栀子黄的2
细菌感染性伤口通常会受到全身慢性疾患的影响,导致伤口难以愈合,且目前主要依赖于抗生素的治疗,然而抗生素的滥用反而会导致多重耐药菌的出现,因此,开发具有优良抑菌效果的同时又能避免产生细菌耐药性的抑菌剂成为亟待解决的问题。目前纳米酶,如过氧化物酶类（POD）利用活性氧（ROS）介导的广谱抗菌药物取代抗生素作为新型抗菌剂的出现为解决上述问题提供了新思路,但仍存在治疗效率低和外源性添加不稳定H2O2等问题
自然界中,大多数生物依靠太阳能通过独特而复杂的生化过程来实现CO2转化,例如自然光合作用能使生物得以生存和繁衍。随着人口大幅增长,自然光合作用难以满足巨大的能量和食物需求。其原因在于自然光合作用是由几十个生化反应连续组成,该体系复杂、不易控制,所以CO2的光驱动还原转换效率不高。受自然光合作用启发,人工光合作用可利用材料可控构筑原理,实现CO2还原的高效转化。本论文以半导体的光电化学体系模仿自然光
＜正＞Son:Dad, are you free on Tuesday afternoon?Dad:Yes?Son:There is a mini parent-teacher meeting.Dad:What is the mini parent-teacher meeting?Son:It’s just for the teacher, you and me.
为解决能源危机和环境污染问题,电动汽车的研究和应用得到了迅速发展。为保障电动汽车动力电池的安全应用,电池管理系统（Battery Management System,BMS）能够对电池状态进行实时监控,承担着保护电池的功能。电池荷电状态（State of Charge,SOC）是BMS的重要参数,SOC的精确估计能够保障电池处于正常工作状态,保证电动汽车的安全稳定运行。目前SOC的估计精度受到电池
随着环境问题的日益严重和光伏电池板价格的持续降低,太阳能发电逐渐成为解决环境和能源问题的理想选择,其中,光伏并网逆变器作为并网光伏电站的核心设备,成为国内外学者研究的重点。级联H桥（Cascaded H-bridge,CHB）逆变器具有布局简单、可靠性高、模块化和合成相同电压电平数所需器件数最少等优点,将光伏组串直接连接于直流母线,既满足了CHB拓扑需要大量独立直流电源的要求,又省掉了DC/DC变
目前,各大显示器生产厂家,为了能给消费者提供更加真实逼真的画面,致力于研究和制造超高清视频信号显示设备。在生产测试中,需要一种可以输出超高清视频信号的视频测试信号源,对显示超高清视频信号的电视机主板进行测试。但是,由于生产视频主板的工厂环境中存在电磁噪声、被迫振动的机械噪声等,这些噪声,特别是较高频率的电磁噪声会使传输的视频信号产生失真。为了可靠的检测超高清视频处理主板的质量,要求超高清视频测试信
推进分系统作为舰船综合电力系统的动力保障,其可靠性将直接影响舰船的航速与机动能力。因此,出于对舰船机动性、设备安全性的考量,推进电机常采用多相绕组结构,在实现低压大功率的同时具备较强的容错能力,即电机出现绕组或逆变器功率器件开路故障时,系统需精准的在线识别出开路故障位置,主动切换至相应的缺相容错运行模式以保证舰船持续稳定运行。本文以九相永磁同步电机为研究对象,分析了电机正常、缺相运行时的定子磁动势
多功能电子纺织品在可穿戴领域具有广阔的发展前景,然而在保证织物柔性和透气性的前提下,将导电性能集成到织物中仍然是一个挑战。过渡金属碳/氮化物（MXenes）是一种新型的二维材料,其具有金属般的导电性和优异的光热转换性能,使其在导电、电磁屏蔽、传感和可穿戴加热器等领域具有潜在的应用价值。纺织材料具有优异的透气舒适性、结构灵活易调控、工业化成熟等优点,在可穿戴领域具有广阔的应用前景。因此,本文结合MX