[发明专利]一种掺杂N‑(3,4‑二羟基‑6‑丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的空气过滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气过滤膜的制备方法。

背景技术

雾霾是我国冬季常见的一种空气污染现象，备受广大人民群众的关注。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等小球，也能使大气混浊。现今在空气质量指数中，我们最关注的是PM2.5和PM10的含量。PM2.5和PM10是从颗粒尺寸上进行的划分，PM10是大气中直径小于或等于10微米的颗粒物，PM2.5是大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。PM10污染水平升高与增加呼吸道疾病的症状和哮喘药物的使用增加有关。几小时或几天内易感个体的暴露在PM 2.5下，通常会增加心肌梗塞、中风、心律失常、心力衰竭的风险。而且PM2.5已经被确认为一种致癌物质。如何有效地去除雾霾已经是一个热门的话题。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术制备的空气过滤膜存在的制备方法复杂、价格昂贵问题，而提供一种掺杂N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的空气过滤膜的制备方法。

一种掺杂N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的空气过滤膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球：

①、将N-羟甲基丙烯酰胺和邻苯二酚加入到无水乙醇中混合均匀，再加入质量分数为70％～98.3％的硫酸，再在温度为20℃～50℃下反应5天～12天，再进行抽滤，再使用无水乙醇进行重结晶，得到N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺的单体；

步骤一①中所述的N-羟甲基丙烯酰胺的质量与无水乙醇的体积比为(0.04g～0.5g):1mL；

步骤一①中所述的邻苯二酚的质量与无水乙醇的体积比为(0.02g～0.25g):1mL；

步骤一①中所述的质量分数为70％～98.3％的硫酸与无水乙醇的体积比为1:(0.01～6)；

②、将N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺的单体加入到温度为65℃～80℃的无水乙醇中，再在温度为65℃～80℃和搅拌速度为500r/min～1770r/min的条件下搅拌反应10min～30min，再加入偶氮二异丁腈，再在反应温度为65℃～80℃和搅拌速度为500r/min～1770r/min的条件下搅拌反应1h～10h，再进行离心，再使用无水乙醇清洗3次～5次，得到N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球；

步骤一②中所述的N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺的单体的质量与无水乙醇的体积比为(0.0025g～0.01g):1mL；

步骤一②中所述的偶氮二异丁腈的质量与无水乙醇的体积比为(0.001g～0.1g):1mL；

二、空心过滤膜的制备：

①、将质量分数为4％～30％的高分子溶液和质量分数为1％～2％的N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球分散液混合均匀，得到纺丝原液；

步骤二①中所述的高分子溶液为聚环氧乙烷水溶液或聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液；

步骤二①中所述的N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球分散液为N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球水分散液或N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球无水乙醇分散液；

步骤二①中所述的质量分数为4％～30％的高分子溶液与质量分数为1％～2％的N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球分散液的体积比为1:(0.1～5)；

②、采用静电纺丝技术将步骤二①得到的纺丝原液纺制在铝箔上，收集铝箔上的膜，即为掺杂N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的空气过滤膜；

步骤二②中所述的静电纺丝技术的电压为10kV～20kV，喷丝速度为0.2mL/h～2mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为10cm～30cm，纺丝时间为0.5h～4.5h。

本发明的优点：

一、本发明采用的静电纺丝方法制备的掺杂N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的空气过滤膜的方法简单，容易操作；

二、本发明方法可以进行放大生产，且重复性好；

三、本发明制备的N-(3,4-二羟基-6-丙烯酰胺甲基苄基)丙烯酰胺纳米球的直径为360nm～470nm，具有抗菌性效果，且制备成本低廉，可以降低空气中的细菌含量；