[发明专利]一种纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法及其产品，其方法包括：将有机压电材料或有机静电吸附材料作为母体材料，与无机压电材料或静电吸附纳米材料以及溶剂混合，在预设温度下搅拌使有机压电材料或有机静电吸附材料溶解，使无机压电材料或静电吸附纳米材料均匀分散，获得具有黏度的纺丝液；采用静电纺丝方法对获得的纺丝液进行纺丝，在衬底上接收静电纺丝纳米纤维，形成纳米纤维薄膜；对纳米纤维薄膜进行退火、极化、裁剪、材料再极化处理，获得纳米纤维薄膜过滤材料；该纳米纤维薄膜过滤材料相比于传统的静电吸附材料，在高流速、高风速场景下对杂质和颗粒有更强的吸附力，具有更好的过滤效果；适用于空气净化、防雾霾口罩、工业废气、汽车尾气处理等高流速场景。

技术领域

本发明属于过滤材料制备技术领域，具体涉及一种用于高流速、高风速场景的纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法及其产品。

背景技术

近年来，随着国家经济的高速发展，工业化和城市化进程日益加快，化石能源过度燃烧，大气污染问题日益严重。工业废气和汽车尾气的过度排放使空气质量逐年下降，雾霾天气频现，严重影响人们的身心健康。采用过滤器件对工业废气和汽车尾气进行处理，可改善空气质量；在雾霾天佩戴防雾霾口罩可以大大减少人体PM2.5的吸入量，保障人体健康。

传统的过滤用纳米纤维主要是通过机械拦截和静电吸附来滤除颗粒和杂质，这种材料在低风速、低流速的条件下有较好的过滤效果；但是随着风速和流速地升高，其过滤效果不断变差；从生态环境保护、人体健康角度出发，对适用于高流速、高风速场景，且在高流速、高风速下具有较好过滤效果的过滤材料具有实际需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法及其产品，其目的在于提高过滤材料在高流速、高风速下的过滤效果。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法，具体包括下列步骤：

(1)将有机压电材料或有机静电吸附材料作为母体材料与无机压电材料或静电吸附纳米材料、以及溶剂混合，在预设温度下搅拌使有机压电材料或有机静电吸附材料溶解、使无机压电材料或静电吸附纳米材料均匀分散，获得具有黏度的纺丝液；

(2)采用静电纺丝方法对得到的纺丝液进行纺丝，在衬底上接收静电纺丝纳米纤维，形成纳米纤维薄膜；

(3)对获得的纳米纤维薄膜进行退火、极化、裁剪、材料再极化处理，获得适用于高流速、高风速场景的纳米纤维薄膜过滤材料。

优选的，上述纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法，其步骤(1)所采用的有机压电材料选自于聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯，官能团嫁接聚偏二氟乙烯、官能团嫁接聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、官能团嫁接聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、官能团嫁接聚甲基丙烯酸甲酯等压电高分子聚合物及其共聚物中的一种或几种。

优选的，上述纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法，其步骤(1)所采用的有机静电吸附材料选自于聚丙烯腈、聚醚酰亚胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、官能团嫁接聚丙烯腈、官能团嫁接聚醚酰亚胺、官能团嫁接聚乙烯醇、官能团嫁接聚氧化乙烯、官能团嫁接聚苯乙烯、官能团嫁接聚乳酸等静电吸附高分子聚合物及其共聚物中的一种或几种。

优选的，上述纳米纤维薄膜过滤材料的制备方法，其步骤(1)所采用的无机压电材料的纳米结构为具有纳米颗粒，纳米片、纳米纤维中的一种或几种的结构；无机压电材料选自于钛酸钡、铌酸钾钠、锆钛酸铅、氧化锌、锆钛酸钡、钙钛酸钡，金属或非金属掺杂钛酸钡、金属或非金属掺杂铌酸钾钠、金属或非金属掺杂锆钛酸铅、金属或非金属掺杂氧化锌、金属或非金属掺杂锆钛酸钡、金属或非金属掺杂钙钛酸钡，官能团化钛酸钡、官能团化铌酸钾钠、官能团化锆钛酸铅、官能团化氧化锌、官能团化锆钛酸钡、官能团化钙钛酸钡等具有压电效应的材料及其复合材料中的一种或几种。