[发明专利]一种包覆改性型纤维素基空气过滤材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种包覆改性型纤维素基空气过滤材料的制备方法，属于过滤材料技术领域。本发明技术方案采用晶化包覆分子筛膜，以少量四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂，在纤维素表面上原位合成了分子筛膜材料，通过分子筛膜包覆改性的纤维素材料，进一步增强其和纤维素纤维表面的静电吸附作用，同时通过包覆改性的晶化物质，提高材料热稳定性能，并通过纤维无序排布和相互交织构成了多孔网络结构，通过分子筛膜材料微细纤维网络中的孔隙有一定的堵塞作用，使其结构更加致密，从而使滤材料的透气性能减弱，导致气体通过阻力的增强，提高空气过滤材料的过滤效果，和吸附性能。

技术领域

本发明涉及一种包覆改性型纤维素基空气过滤材料的制备方法，属于过滤材料技术领域。

背景技术

近年来由于人类活动的不断加剧，研究和开发出高性能的空气过滤材料，以分离空气中的PM2.5一直以来都是工业界和学术界关注的热点，纤维素纤维是一种广泛存在于自然界中的天然高分子多糖聚合物，具有资源丰富、可再生、可生物降解等优势，而且纤维素纤维本身也是一种多孔结构材料，有助于截留空气中的颗粒物，因此纤维素纤维被认为是取代石油基聚合物制备可生物降解型空气过滤材料的最佳资源，有着广阔的应用前景。作为一种典型的多孔结构材料，空气过滤材料的孔隙结构对其过滤性能有着决定性影响，因此保证过滤材料的多孔特性及特殊的孔隙结构是制备空气过滤材料的必要前提。冷冻干燥法是一种常用的制备多孔结构材料的手段，其原理是先将液体媒介冷冻成型，然后通过抽真空直接将冰升华，从而去除材料中的水分，从而避免水的表面张力对材料结构和形貌的改变和破坏。其已经被广泛的应用于纳米纤维素凝胶，纤维素基泡沫材料，多孔陶瓷等的制备，生物领域及医药领域。因此，冷冻干燥技术是制备纤维素基空气过滤材料的最佳手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有空气过滤材料过滤性能较差的问题，提供了一种包覆改性型纤维素基空气过滤材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取针叶木浆板疏解并收集疏解液，将疏解液过滤处理，得浓缩浆液并磨浆处理，收集磨浆浆液并干燥，收集干燥材料，得基体改性纤维；

（2）按重量份数计，分别称量45～50份正硅酸乙酯、25～30份钛酸四丁酯和10～15份四丙基氢氧化铵、1～2份吐温-80和55～60份去离子水搅拌混合并超声分散，收集分散凝胶液；

（3）按质量比1:5，基体改性纤维浸泡至分散凝胶液中，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，晶化处理，得包覆改性纤维素；

（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份氯化锌、2～3份2-甲基咪唑置于三角烧瓶中，静置3～5h后，水浴加热，过滤并收集滤渣，洗涤 干燥得干燥纤维；

（5）再按质量比1:10，将干燥纤维置于质量分数10％过氧化氢溶液，浸泡3～5h后，收集基体改性纤维并加热材料，待静置冷却至室温，真空冷冻干燥即可制备得所述的包覆改性型纤维素基空气过滤材料。

步骤（1）所述的过滤处理为过滤至固含量为10～15％。

步骤（1）所述的干燥为于-55～-50℃、6～8Pa下干燥40～48h。

步骤（3）所述的晶化处理为在150～160℃下晶化70～72h。

步骤（5）所述的加热处理为在100～110℃、氮气气氛下加热2～3h。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：