[发明专利]表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料及其制备方法

权利要求书

1.表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料，其特征是：具有复合层结构，包括相邻的纳米纤维膜层和预过滤层，纳米纤维膜层和预过滤层具有孔隙结构，且预过滤层的孔径大于纳米纤维膜层，纳米纤维膜中的纳米纤维上分布有纳米孔洞且纳米纤维的表面镶嵌有壳聚糖纳米粉末，表面是指纳米纤维与外界接触的部分，由内表面和外表面构成，其中内表面为纳米孔洞的内壁面；

表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料具有双层或三层结构，相邻的纳米纤维膜层和预过滤层的厚度分别为34～69μm和0.132～0.157mm；

所述纳米纤维膜的平均孔径为4.27～7.95μm，孔隙率为80％以上；

所述纳米纤维的平均直径1.12～1.5μm，所述纳米孔洞在纤维直径方向上的长度为29～74.97nm，所有的纳米孔洞的孔口面积之和为a，a为a与所述外表面面积之和的18～38％；

对质量中值直径为260nm的NaCl气溶胶的过滤效率为98.10～99.90％；

将室内空气中的PM2.5的浓度从999μg/m³降低到0μg/m³的时间为24～50min。

2.根据权利要求1所述的表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料，其特征在于，表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料对大肠杆菌的抑菌率为92.8～99.9％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为87.5～99.8％。

3.根据权利要求1所述的表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料，其特征在于，所述纳米纤维的形态为串珠型或直线型，所述纳米纤维的表面氮元素的含量为2.09～3.71wt％。

4.根据权利要求1所述的表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料，其特征在于，所述纳米纤维膜的材质为聚乳酸，所述预过滤层的材料为纺粘非织造布或热熔非织造布。

5.制备如权利要求1～4任一项所述的表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料的方法，其特征是：将含壳聚糖纳米粉末的纺丝液进行静电纺丝并以预过滤材料为接收基材制得表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料，其中，含壳聚糖纳米粉末的纺丝液中的溶质为PLA，溶剂为DCM与DMAC的混合溶剂，预过滤材料为所述预过滤层的材料，静电纺丝时环境的相对湿度为30～60％。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将PLA颗粒溶解在DCM与DMAC的混合溶剂中得到PLA溶液；

(2)将壳聚糖纳米粉末加入到PLA溶液中搅拌至均匀分散并超声波振荡处理得到含壳聚糖纳米粉末的纺丝液；

(3)静电纺丝制得表面含壳聚糖粉末的纳米纤维空气净化材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PLA溶液的浓度为4～10wt％，所述壳聚糖纳米粉末的粒径为100～600nm，所述纺丝液中壳聚糖纳米粉末的含量为1～3wt％，所述超声波振荡处理的时间为60～120min。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺参数为：纺丝温度17～26℃，纺丝电压12～20kV，纺丝液流量0.5～2.0mL/h，接收距离8～14cm；所述静电纺丝的接收装置为横移式滚筒，接收基材覆盖在滚筒上，滚筒转速为4～7m/min，滚筒沿轴向的横移速度为10～15cm/min。