[发明专利]一种石英纤维滤膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种石英纤维滤膜的制备方法，涉及纤维滤膜的制备领域，通过优化制备成分以及制备工艺，在未添加粘结剂的前提下，依然具有优异的抗拉强度，且制备过程中添加表面活性剂进行处理，能改善不同直径、不同长度的纤维的表面活性和分散均匀性，有助于获得高性能的石英纤维滤膜；本发明制备工艺容易控制，依据各种加工参数的协同作用制备出来的石英纤维滤膜，耐受温度达900℃或以上，滤膜本底值达0.0002μg/0.15g，对0.3μm颗粒物捕集效率高，能有效解决现有技术中，石英纤维滤膜抗拉强度低与捕捉效率差，造成干扰环境检测结果的问题。

技术领域

本发明涉及纤维滤膜的制备领域，具体而言，涉及一种石英纤维滤膜的制备方法。

背景技术

石英纤维滤膜可应用于POPs环境检测与治理领域。石英纤维因自身特性，表面光滑无分丝帚化现象，纤维表面也没有可以形成氢键的-OH基，所以在成形及烘干脱水时无法使滤膜自然产生强度。而且其表面含有大量的负离子基团，这些基团吸附水中带电H^＋，以致使水分子发生极化，致使纤维表面带负电荷，被称为负性纤维。但这种负电荷是不稳定的，它会使纤维互相不容易分散，产生所谓的静电现象，进而给纤维浆料均匀性以及后续抄片成膜过程中纤维结合带来很大的工艺问题，针对此，现有的制备过程中一般会添加分散剂和胶黏剂。因此，现有技术制备的石英纤维滤膜会存在抗拉强度与捕捉效率差，干扰环境检测结果的问题。

综上，在制备石英纤维滤膜领域，仍然具有亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术制备的石英滤膜纤维滤膜中抗拉强度与捕捉效率差，干扰环境检测结果的问题，本发明提供了一种石英纤维滤膜的制备方法，具体技术方案如下：

一种石英纤维滤膜的制备方法，包括以下步骤：

将硅源、增稠剂、催化剂以及溶剂混合制备纺丝液，然后通过静电纺丝处理、第一次煅烧处理后得到硅纤维；

将所述硅纤维以及石英纤维经过前处理、研磨破碎处理后，得到混合纤维并添加至去离子水中稀释分散，得到悬浮液；

往所述悬浮液中添加表面活性剂，搅拌后得到纤维浆料，且所述表面活性剂占所述纤维浆料总重量的0.001%~0.0015%；

将所述纤维浆料置于快速凯塞法抄片器中，抽滤抄片成型，得到成型滤膜；

将成型滤膜进行压制处理、干燥处理、第二次煅烧处理后得到石英纤维滤膜。

优选地，所述硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶、纳米二氧化硅中的一种或几种混合。

优选地，所述增稠剂为PVA、PVP、PVDF中的一种或几种混合。

优选地，所述催化剂为甲酸、乙酸、盐酸、硫酸中的一种或几种的混合。

优选地，所述静电纺丝处理的条件为：所述静电纺丝处理的电压为5-20kV，所述静电纺丝的进样速度1-5mL/h，所述静电纺丝的环境湿度为20-50%，所述静电纺丝的环境温度为20-30℃。

优选地，所述第一次煅烧处理的温度为800-1600℃，且所述第一次煅烧处理的升温速度为2-10℃/min。

优选地，按照重量份比，所述硅纤维以及石英纤维的添加比例为10-50：50-90。

优选地，所述前处理为：将所述硅纤维以及所述石英纤维浸入质量百分比为10%-30%的硫酸溶液中，水浴加热至80-90℃，浸泡2-4h后，使用去离子水反复清洗，然后放置于温度为100-120℃的烘箱中干燥，最后放置于马弗炉中，以2-5℃/min的升温速率，在550-750℃的温度条件下保温2-3h，冷却至室温。