[发明专利]一种功能化纳米纤维过滤材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种功能化纳米纤维过滤材料及其制备方法和应用，属于空气净化材料技术领域。该方法包括以下步骤：将C₃N₄纳米片加入到溶剂当中，超声震荡分散均匀，再加入聚合物粉末溶解均匀，得到含C₃N₄纳米片的聚合物纺丝液，将所得聚合物纺丝液通过静电纺丝技术制备于基底上，得到所述功能化纳米纤维过滤材料；本发明所得功能化纳米纤维过滤材料可以很好地过滤有机污染物，在用作空气过滤材料时高效低阻，大大提高空气质量。

技术领域

本发明属于空气净化材料技术领域，具体涉及一种功能化纳米纤维过滤材料及其制备方法和应用。

背景技术

空气污染严重地影响着人们的身体健康、生活、工作以及社会的经济。过滤技术则是改善大气环境和提高室内品质的一个行之有效的办法。目前，普通空气过滤材料效率低、阻力高，不能满足人们对空气品质的要求，迫切需要开发一种可以高效低阻地过滤颗粒物，并可以去除甲醛等空气污染物的功能性空气过滤材料。

静电纺丝纳米纤维过滤材料，由于其稀疏多孔的结构和相对较高的比表面积，在众多过滤材料中性能最为优越。但由于其一般由高聚物纺制而成，大多只能对空气中的悬浮颗粒进行拦截和静电吸附，不能除去空气中的细菌，病毒和有机污染物。近年来，很多专家学者通过用静电纺纳米纤维与功能化材料复合的方法制备出了各种复合功能化静电纺纳米纤维膜。

国内2013年12月18日公开的CN 103446803A发明型专利介绍了一种抗菌空气过滤毡及其制备方法和应用，该发明是以静电纺高分子纳米纤维毡作为载体材料，通过静电喷涂的方式负载有一定浓度的纳米抗菌剂，纳米抗菌剂选自纳米银抗菌剂，制备时先配制纳米银抗菌剂悬浮液和高分子纺丝液，然后采用静电纺丝制备纳米纤维毡同步静电喷涂负载纳米抗菌剂，最后真空干燥。该技术的不足之处在于：其中的纳米抗菌剂选自纳米银抗菌剂，虽可以起到杀菌的作用，但其中的重金属银会对人体造成不可避免的伤害。

国内2015年7月22日公开的CN 104785018A发明型专利介绍了一种PVDF纳米纤维功能化空气过滤材料及其制备方法，它包括一层聚丙烯微米纤维层和一层PVDF纳米纤维层，所述PVDF纳米纤维由纺丝溶液制成，它将聚丙烯微米纤维层作为基材，将PVDF树脂、混合溶剂和四丁基高氯酸铰搅拌混合，将基材通过高温压光辊热压，然后送入静电纺丝装置中喷涂。该技术的不足之处在于：这种过滤材料仅包含PVDF和聚丙烯两种材料，并没有特殊的杀菌及吸附油性颗粒的作用，而且制作工艺复杂，成本较高。

国内2015年8月5日公开的CN104815483A发明型专利介绍了一种复合抗菌空气过滤材料，它包括依次粘结的驻极织物层、静电纺纤维膜层和基材无纺布层，其中，它的静电纺纤维膜层和基材无纺布层的表面负载有壳聚糖和纳米TiO₂光触媒。该方法虽然可以起到抗菌、消毒和除异味的功能，但制作工艺过于繁琐，喷涂层容易脱落。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，针对甲醛等有机污染物的去除，本发明的首要目的在于提供一种功能化纳米纤维过滤材料。

本发明的另一目的在于提供一种功能化纳米纤维过滤材料的制备方法。

本发明的再一目的在于说明此一种功能化纳米纤维过滤材料的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现。

一种功能化纳米纤维过滤材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)配制聚合物纺丝液：将C₃N₄纳米片加入到溶剂中，超声震荡直至分散均匀，再加入聚合物，磁力搅拌直至溶解均匀，得到含C₃N₄纳米片的聚合物纺丝液；

(2)静电纺丝：将步骤(1)所得聚合物纺丝液通过静电纺丝技术制备于基底上，得到功能化纳米纤维过滤材料。