[发明专利]一种纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用，所述纳米纤维过滤膜包括聚合物纤维以及附着在所述聚合物纤维表面的驻极纳米颗粒和ZnAc·2H₂O。ZnAc·2H₂O与驻极纳米颗粒协同作用，能够有效促进驻极纳米颗粒的驻极效果，使纳米纤维膜可以更加高效的捕捉直径较小的气溶胶，并且具有较低的滤阻，即具有高效低阻的性能，同时，还能够有效提高纳米纤维膜的抑菌性能，可以用于口罩、防护服等防护用品中。

技术领域

本发明涉及气溶胶防护技术领域，尤其涉及一种纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用，特别涉及一种高效捕捉气溶胶的纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

气溶胶是指直径在5微米以下的飞沫。较小、较轻的气溶胶可以在空气中停留和积聚，如果气溶胶中含有病毒，可在气流作用下进行远距离传播，从而导致疾病的发生。因此，针对气溶胶有效拦截的研究尤为重要。

目前，现有技术中的纳米纤维过滤膜因其丝径小、孔隙率高，比表面积大等特点，相对于常规非织造过滤膜表现出更高的过滤效率，被广泛使用在空气过滤、污水过滤等领域。但随着时代的发展，对过滤材料的性能要求也越来越高，针对直径较小气溶胶有效的拦截，亟需研发出更低阻高效的过滤膜。

CN106310782A公开了一种纳米纤维过滤膜、纳米纤维复合过滤膜，所述纳米纤维过滤膜及纳米纤维过滤复合膜中的纳米纤维具有中空且皮层有贯穿孔洞结构，其能使过滤效率提高和空气阻力降低的同时使用寿命更长。该发明的纳米纤维过滤膜及纳米纤维复合过滤膜的制备方法通过同轴静电纺丝制备。在空气过滤领域有广泛应用价值，在空气净化器、汽车过滤滤芯、口罩等产品上有极大的应用前景。但是该纳米纤维过滤膜无法达到高效捕捉气溶胶的效果。

CN107455822A公开了一种纳米纤维-微米纤维复合防雾霾口罩，其不仅具有气阻低和对颗粒污染物过滤效率高的特点，而且能过滤挥发性有机物、酸性气体、碱性气体、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳、或消除烟味、异味、甲醛等功能，可用于各种污染气体场景的防护。所述纳米纤维-微米纤维复合防雾霾口罩，包括至少一层微米纤维层和设置于微米纤维层内侧，纳米纤维层的纳米纤维中添加有功能性添加剂，功能性添加剂包括VOC吸附剂、酸性吸附剂、碱性吸附剂、杀菌剂、抗病毒剂、用于分解VOC的光降解催化剂、甲醛催化氧化剂和一氧化碳吸附剂。凡是该纳米纤维-微米纤维复合防雾霾口罩对于气溶胶的防护效果较差，无法实现对气溶胶的高效捕捉。

因此，本领域亟待开发一种能够高效捕捉气溶胶且滤阻较低的过滤膜。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种纳米纤维过滤膜，特别在于提供一种高效捕捉气溶胶的纳米纤维过滤膜。所述纳米纤维过滤膜能够高效阻挡气溶胶，同时具有较低的滤阻，以及具有优异的抗菌性能。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种高效捕捉气溶胶的纳米纤维过滤膜，所述纳米纤维过滤膜包括聚合物纤维以及附着在所述聚合物纤维表面的驻极纳米颗粒和ZnAc·2H₂O。

本发明中，驻极纳米颗粒指的是一类可长时间储存有外界注入的空间电荷以及通过冻结取向偶极子而形成的极化电荷，在一定条件下表现出静电效应的电解质材料。

本发明在聚合物纤维的表面同时引入驻极纳米颗粒和ZnAc·2H₂O，一方面，驻极纳米颗粒吸附在聚合物纤维上形成的纳米纤维过滤膜纤维表面携带电荷，具有静电吸附效应，能使空气中的气溶胶颗粒物迅速脱离原来流线而被纤维吸附，对直径较小气溶胶的过滤效率大幅提升。另一方面，驻极纳米颗粒的添加使得纤维表面出现大量凸起，增加了比表面积，有效降低滤阻，同时还具有优异的自清洁功能。