聚偏氟乙烯/聚四氟乙烯复合驻极纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 23次 | 上传用户:wolfcner
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,空气中颗粒物(PM)污染日益加剧,严重危害了人类的身体健康。同时,随着现代化工业的快速发展,全球能源危机日益加重。因此,亟需开发一种高效低阻、经济环保、能耗低的空气过滤材料。传统的纤维空气过滤材料(如熔喷纤维、玻璃纤维)因具有弯折的孔道结构、高孔隙率等特点,在空气过滤领域占有主要的地位。然而,又因其结构堆积紧密,导致空气阻力大;纤维间孔径大,致使过滤效率较低,难以满足空气过滤材料对高效、低阻的要求。驻极纤维能长期储存大量电荷,并具有在纤维外围产生宏观电场的能力,可以依靠静电力吸附空气中PM2.5。因此,驻极纤维膜已成为最有应用前景的过滤材料。现有的驻极技术如电晕充电技术具有生成电荷少、电荷耗散快等缺点。然而,静电纺丝技术作为制备纳米纤维最为有效的手段,同时使驻极纤维在成纤前原位注入电荷,有效地解决了常见驻极技术的瓶颈。目前,对静电纺驻极纤维膜的驻极及空气过滤性能的研究相对较少,已研究的有尼龙6/勃姆石、聚苯乙烯/聚丙烯腈、聚醚酰亚胺/二氧化硅驻极纳米纤维过滤材料。然而,上述滤材具有空间电荷不稳定,极化电荷数量少等缺点,不利于其实际应用。因此,简便制备出成本低、电荷丰富且稳定的高效空气过滤材料是一个亟待解决的问题。本课题利用静电纺丝技术,采用聚偏氟乙烯(PVDF)为主体聚合物,聚四氟乙烯纳米颗粒(PTFE NPs)为有机驻极体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备不同PTFE NPs含量的PVDF/PTFE复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、孔径分析仪和自动滤料测试仪等对纤维膜的结构、性能进行表征,确定了PTFE NPs含量为0.05wt%时,PVDF/PTFE复合纳米纤维膜上带有大量的空间和极化电荷,使其过滤性能、电荷性能、热释电性能等达到最佳。此外,为了获得更多更稳定的电荷,采用不同的电压制备PVDF/PTFE复合纳米纤维膜,发现电压为40k V时,纤维膜的表面电势和电荷稳定性有很大提升,表面电势由0.42kV升至3.63kV,电荷衰减率由75.4%降至17.5%。另外考察了纤维膜克重和空气流量对纤维膜过滤效率的影响,结果表明PVDF/PTFE复合纳米纤维膜的过滤效率随着纤维膜克重的增大而增加,并随着空气流量的升高而降低。探究了纤维膜对PM2.5的过滤及净化性能。同时与其他过滤材料的过滤性能进行了对比,发现PVDF/PTFE复合纳米纤维膜具有更优异的过滤性能,过滤效率高达99.972%,阻力压降仅57Pa。结果表明,这种新型的PVDF/PTFE复合驻极纳米纤维膜具有优良的过滤性能及电荷稳定性,使其在空气过滤领域展现出巨大的应用潜力。
其他文献
<正>英语学习与记忆关系非常密切。俗话说得好,"没有记忆,就没有知识。"小学生因为年龄小,抽象思维不发达,学习与记忆英语单词大多是靠机械模仿、反复跟读、强化记忆为主,导
小学阶段是整个教育阶段的开端,是培养小学生良好行为习惯和激发学生强烈求知欲的关键期。通过小学教师语言暴力的界定标准和类型两方面解读小学教师语言暴力的内涵,深入探析
本论文依托国家科技支撑计划项目子项《健康苗识别技术研究》,研究一个基于育苗生产过程中的非健康苗去除移栽机械手系统。在综述国内外设施农业在育苗生产及移栽机械发展的
目的探讨突发公共卫生事件中的急救护理方法及效果。方法本院自2016年2月就在医院推广突发公共卫生实践急救护理程序,以2015年1月至2016年1月作为实施前、2016年2月至2017年2
2013年4月23日,杭州“地下卖肾团伙”案在浙江省杭州市江干区法院公开宣判,9名被告人因犯组织出卖人体器官罪,被判处1年至10年不等有期徒刑,并处相应罚金,没收违法所得。组织
报纸
“天下大势,浩浩汤汤”,只有顺应时代发展,勇于搏击风浪者,方可引领时代潮流。元宝村虽地处偏远,虽曾经一贫如洗,却有不屈不挠的意志,有改革创新的精神。70多年前土地改革,30年前以工
报纸
英语小组活动是英语课堂的有机组成部分。文章阐述了小组合作活动的背景,实际操作以及操作中容易出现的问题。以期探讨能够使英语课堂更优化的小组合作活动。
文章通过对农村中小学心理辅导现实状况的分析,提出农村中小学教师全员参与学校心理辅导的重要性及实施路径。主张通过建立专家引领及其他多种培训模式,全面提升农村中小学教
教学是一门艺术,将传统文化融入化学课堂是化学教学艺术的一种方式,也是从提高艺术品位的角度对学生进行化学美育熏陶,作者对此进行了尝试与实践。在此过程中,还对钠与乙醇的
目前,中学议论文写作教学仍处于一种盲目无序状态。那么,怎样才能改变这种被动的局面呢?作者以为,"对症下药,有的放矢",不失为一个有效策略,文章就此加以论述。