[发明专利]一种涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用、PAN过滤材料及其应用

说明书

本发明提供了一种涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用、PAN过滤材料及其应用，属于过滤材料技术领域。本发明提供的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜PAN纳米纤维和位于所述PAN纳米纤维表面的修饰层；所述修饰层的表面具有极性基团；所述极性基团包括氨基、氰基、羧基、羟基和羰基中的一种或几种。本发明制备的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜具有高柔性、高强度、高极性溶剂耐受性，可重复消毒使用；能够作为油水分离、电池隔膜、液相催化和空气过滤的材料。

技术领域

本发明涉及过滤材料技术领域，具体涉及一种涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用、PAN过滤材料及其应用。

背景技术

日常防护型口罩的面罩体是由过滤材料制成，佩戴者靠自主呼吸克服滤料对气流的阻力。吸气时，口罩内的低气压使气流进入口罩；呼气时口罩内气压高于环境气压，气流通过口罩排出。当口罩滤料符合标准的要求，而且面罩与使用者脸部足够密合时，绝大部分吸气气流会经滤料过滤。

传统的医用防护口罩面体分为内、中、外三层，内层为普通卫生纱布或无纺布，中层为微米级聚丙烯纤维熔喷过滤层，外层为无纺布或超薄聚丙烯熔喷材料层。这种医用防护口罩疏水透气性强，主要是通过静电注集捕捉空气中的细小颗粒物来提高其过滤性能。然而，上述微米级聚丙烯纤维熔喷过滤层经过酒精、水蒸气、消毒水等液态消毒手段处理后，注集的静电会消失，从而导致过滤效率大大降低，无法重复消毒使用。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用、PAN过滤材料及其应用，本发明提供的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜过滤效率高，对极性溶液的耐受性好，可以重复消毒使用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜，包括PAN纳米纤维和位于所述PAN纳米纤维表面的修饰层；所述修饰层的表面具有极性基团；

所述极性基团包括氨基、氰基、羧基、羟基和羰基中的一种或几种。

优选的，所述涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜的纳米纤维的直径为200～800nm。

本发明提供了上述技术方案所述涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜的制备方法，包括以下步骤：

将PAN原料、含有极性末端基团的氰基化合物、盐酸联氨、水合联氨和乙二醇混合，进行加聚反应，得到涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜。

优选的，所述含有极性末端基团的氰基化合物的极性末端基团包括氨基、氰基、羧基、羟基和羰基中的一种或几种；

所述PAN原料和含有极性末端基团的氰基化合物的摩尔比为1：(1～10)；

所述含有极性末端基团的氰基化合物、盐酸联氨和水合联氨的摩尔比为(0.5～1)：(1～2)：(5～11)。

优选的，所述加聚反应的温度为130℃，时间为2～7h。

优选的，所述PAN原料包括PAN粉末或PAN纳米纤维。

优选的，所述PAN纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯腈溶解于溶剂中，得到纺丝液；将所述纺丝液进行静电纺丝，得到PAN纳米纤维。

优选的，所述静电纺丝的工作参数包括：承接距离为10～20cm；正极电压强度为10～15kV；负极电压强度为-0.5～-1kV。

本发明还提供了一种PAN过滤材料，包括基底和位于所述基底表面的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜；

所述涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜为上述技术方案所述的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜或上述技术方案所述制备方法得到的涂层修饰PAN纳米纤维过滤膜。