[发明专利]一种复合膜材料及其制备方法和过滤膜、收纳装置

说明书

本发明提供了一种复合膜材料及其制备方法和过滤膜、收纳装置，所述复合膜材料由依次交替的耐高温层和静电纺纳米纤维层组成，所述耐高温层至少为2层且所述静电纺纳米纤维层比所述耐高温层少1层，所述复合膜材料的最外层为耐高温层；本发明提供的复合膜材料，通过静电纺丝技术形成静电纺丝纤维，相比于传统的粗纤维，直径小2‑3个数量级，具有更高的比表面积和孔隙率，具有更好的过滤性能，当与基层材料复合形成膜材料时，对于烟气过滤具有非常优良的效果，尤其是对二噁英的过滤去除效果最为突出。而且相对于脆性的无机物蜂窝载体，通过静电纺丝形成的膜，占据空间更小，且具有较好的柔性，应用范围更为广，应用价值更高。

技术领域

本发明属于高分子膜材料领域，涉及一种复合膜材料、其制备方法、过滤膜和收纳装置。

背景技术

二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物，包括75种多氯代二苯并-对-二噁英和135种多氯代二苯并呋喃，缩写为PCDD/Fs。研究最为充分的有毒二噁英为2位、3位、7位、8位被氯原子取代的17种同系物异构体单体(congenor)，其中，2,3,7,8-四氯二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)是目前所有已知化合物中毒性最强的二噁英单体经口LDSO按体重计仅为1pμg/kg)，且还有极强的致癌性(致大鼠肝癌剂量按体重计10μg/g)和极低剂量的环境内分泌干扰作用在内的多种毒性作用。这类物质一般是燃烧和各种工业生产的副产物。目前，由于木材防腐和防止血吸虫使用氯酚类造成的蒸发、焚烧工业的排放、落叶剂的使用、杀虫剂的制备、纸张的漂白和汽车尾气的排放等都是环境中二噁英的主要来源。解决这类问题已经迫在眉睫。

CN108499309A公开了一种工业烟气二噁英类前驱物去除剂，这种去除剂由以下组份混合制成：活性炭、沸石、天然碱和硅酸钠。活性炭、沸石用于进行二噁英类前驱物的吸附，同时，天然碱则用于提高活性炭和沸石的吸附性能，降低活性炭的蓄热性能，提高活性炭的发火温度；硅酸钠用于抑制活性炭在二噁英类生成反应中的触媒作用。利用活性炭、沸石、天然碱和硅酸钠构成的二噁英类前驱物去除剂，能够快速、高速地从源头防止生成二噁英类有害物质。

CN104324717B公布了一种去除垃圾焚烧炉废气中二噁英的催化剂及其制备方法。它包括载体和活性成分两个部分，其所述活性成分为金属氧化物，所述载体为含有二氧化钛成分的蜂窝结构，且蜂窝间壁含有微孔群。此发明通过规范催化剂的毛孔形状，使催化剂在处理焚烧垃圾废气时不易被废气中的粉尘堵塞，同时设置毛孔间壁内的微孔群，使其比表面积增大，提高了与废气的接触面积，提高了二噁英的去除率。

CN110721670B提供了一种低钒脱硝、脱汞、脱二噁英催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂以TiO₂为载体，V₂O₅为主活性组分，WO₃和CeO₂为发挥协同效应的次活性组分，并采用分步浸渍法制备。降低了具有高毒性的钒的用量，并显著降低了后续污染物的毒性效应。

但是，由以上的方法可知，传统处理二噁英的方法一般采用沸石、蜂窝状的TiO₂等高比表面积的无机金属氧化物或硅氧化物作为载体，载体再通过浸泡等方式负载上催化剂成分。这一类方法存在无机物载体体积大、脆性大，二噁英吸附后固废难以处理等问题。

静电纺丝技术是一种能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法。当纤维直径从微米缩小至亚微米或纳米时，聚合物纤维与相应的材料相比，会表现出多种惊人的特性。静电纺丝纤维和传统的粗纤维相比，直径小了2-3个数量级，具有超高的比表面积和孔隙率，这赋予了静电纺纤维很多优良的性能。

因此，如何将静电纺丝的良好特性应用到二噁英等有害物质的处理中，对于相应环保处理开发具有重要的价值和应用的意义。

发明内容