[发明专利]一种PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱及其制备方法

说明书

本发明涉及空气过滤领域，特别是指一种PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱及其制备方法。以DMF为溶剂，将PVDF与GO共混制备纺丝溶液，通过静电纺丝的方法，将PVDF/GO纳米纤维纺制到镀银的高目数的锦纶无纺布上，而后与低目数的玻璃纤维无纺布经过超声波粘合工艺，获得防雾霾纱窗所用材料。该复合材料具有高达85%的过滤效果，不仅过滤性能优良，流阻低，透气性好而且透光性好。通过静电纺丝制备PVDF/GO超细纳米纤维平均直径在150 nm左右，强度高、过滤效果好，容易与锦纶无纺布贴服。制作材料的整个流程简单，操作方便，可批量化生产。这将给解决过滤雾霾问题带来一种新的途径。

技术领域

本发明涉及空气过滤领域，特别是指一种PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱及其制备方法。

背景技术

近年来，我国很多地区遭遇到多次大范围持续雾霾天气，部分地区空气污染达到了异常严重的程度，PM2.5污染问题逐渐被人们所重视。由于我国的国土面积大，人口众多，造成雾霾严重的原因也非常复杂。在短期内，我国的 PM2.5问题还很难得到根本性扭转，对于人体健康的保护就显得非常重要。随着现代文明的发展，人类活动更多在室内环境下进行，通过进气过滤系统能够拦截进入室内环境的颗粒污染物，空气过滤技术是保护人体健康的有效手段。传统的窗纱是不具备过滤PM2.5功效的，而PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱的制备方法可以有效的解决这一棘手的问题。

石墨烯是由碳原子紧密堆巧形成的单层蜂窝状晶格结构，具有优越的力学、热学、电学性能，自2004年发现以来，便引起了研究人员的广泛研究，作为石墨烯的衍生氧化物，氧化石墨烯（GO）具有较大的比表面积和丰富的官能团，有利于通过化学键合、氨键等相互作用与其他高分子复合，可控制备吸附性能优良的吸附剂，同时也便于对其进斤表面修俯选择性吸附特定重金属或是染料口。

随着静电纺丝技术的更新及发展，现已有百余种高聚物可借此制备成纳米纤维。其中，聚偏氟乙烯(PVDF)是静电纺丝工艺中最常用的聚合物原料之一。PVDF是由纯度≥99.99%的偏氟乙烯（VDF）均聚而成的，在静电纺丝工艺中，由于其制备的纳米纤维膜具有着强度高，拉伸性好以及良好的介电性，因而空气过滤方面有着较为广阔的应用潜力。

发明内容

本发明提出一种PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱的制备方法，氧化石墨烯（GO）借助其大的比表面积，丰富的含氧官能团和快速的电子转移能为，可以有效的吸附PM2.5等微粒，而PVDF则有良好的介电性，将二者混纺得到的复合纳米纤维材料具有低流阻、高效率、长寿命、高集尘能力及节省能源等优点，不仅过滤性能优良，而且透光性、透气性好。纤维的平均直径在150 nm左右，纳米纤维无纺毡呈三维网状结构，孔径小，曲折连通孔结构，透气性好，可以有效过滤PM2.5、PM10以及灰尘、甲醛等微粒。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱，所述防雾霾窗纱由基底为镀银锦纶无纺布、芯层为PVDF/GO复合纳米纤维和上层为玻璃纤维无纺布复合而成，其中PVDF/GO复合纳米纤维通过静电纺丝法制备而成，PVDF/GO复合纳米纤维的孔隙率为0.20-0.85 cm³/g。

所述镀银锦纶无纺布为500-700目，PVDF/GO纳米纤维直径为100-200 nm，玻璃纤维无纺布为100-200目。

所述的PVDF/GO复合纳米纤维防雾霾窗纱的制备方法，步骤如下：

（1）将PVDF加入到盛有DMF的烧杯中，强力搅拌5-10h，配制成PVDF质量分数为10-20%的溶液；

（2）将GO加入盛有DMF的烧杯中，超声振荡10-20h，再经强力搅拌5-10h，配制成GO质量分数为1-5%的溶液；

（3）将步骤（1）、（2）所得到的混合在一起，在50-100℃条件下，经磁力搅拌8-20h，得静电纺丝液；