[发明专利]一种抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用。一种抗菌复合纳米纤维膜，包括纳米纤维膜以及分布在所述纳米纤维膜表面和内部的g‑C₃N₄纳米片。同时也公开了这种抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，还公开了这种抗菌复合纳米纤维膜的应用。与现有技术相比，本发明仅仅利用等离子体技术和石墨相氮化碳颗粒材料即可制备出兼具抗菌和过滤功能的纳米纤维膜，且此膜材料低阻高效。同时，本发明的抗菌复合纳米纤维膜制备过程安全环保，制备方法简单易行。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维材料，特别涉及一种抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，这些颗粒污染物不仅降低了空气的能见度，而且还会严重影响人们的身体健康。与此同时，在一些人类活动的内部环境中，空气中除了粉尘颗粒外，还会存在大量致病细菌，同样会对人们身体健康产生较大危害。相比于传统的过滤材料，静电纺丝纳米纤维膜以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。在这种背景和应用需求引导下，制备出具有抗菌功能的纳米纤维过滤材料具有重要的现实意义。

现有技术中，中国专利文献CN102302875A公开了一种抗菌空气过滤膜的制备方法，包括：将含有金属的无机抗菌剂或含有硫、溴的有机抗菌剂、聚合物、添加剂和溶剂共混成溶液；或抗菌剂与聚合物通过熔融共混得到均一的熔体；然后将共混溶液或熔体通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面即得抗菌空气过滤膜。

CN103446803A公开了一种抗菌空气过滤毡及其制备方法和应用，是以静电纺高分子纳米纤维毡作为载体，通过静电喷涂负载纳米银抗菌剂，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。

CN103520999A公开了一种抗菌的复合纳米纤维高效空气过滤材料及其制备方法，该材料依次包含无纺布支撑层、抗菌纤维与微米纤维混纺的过滤层和纳米纤维过滤层。该文献公开的抗菌纤维中，抗菌剂为含银、铜或锌离子的无机粒子。

CN104070751A公开了一种既除雾霾微粒又除甲醛的抗菌复合纤维膜及其制备方法。该膜由聚合物纳米纤维层、聚合物-金属氧化物复合超细纤维层构成。金属氧化物由MgO、CaO、ZnO、TiO₂、MnO₂、CuO、SnO、Fe₂O₃、AgO中的一种或多种组成。

CN104213202A公开了一种纺丝液及其制备抗菌空气过滤膜的方法，包括：(1)纺丝液的制备；(2)通过静电纺丝工艺制备纳米纤维抗菌空气过滤膜空气过滤膜。该无机抗菌剂为钛酸酯、二氧化钛中的一种或两种；有机抗菌剂为山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸、双乙酸钠中的一种或几种。

CN104524866A公开了复合抗菌空气过滤材料及其制备方法，包括：至少一层无纺布基材，粘连在无纺布基材的纤维之间形成网络结构的纤维素纳米纤维，以及负载在无纺布基材的纤维和/或纤维素纳米纤维表面的壳聚糖。

CN104815483A公开了复合抗菌空气过滤材料、制备方法及其应用，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，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。

CN105544091A公开了一种抗菌型纳米纤维复合材料及其制备方法，该PLA纤维的表面具有纳米孔洞，TiO₂纳米颗粒沉积在该PLA纤维的表面和纳米孔洞中，形成纤维通体具有纳米孔、纤维表面含有纳米凸起物的混杂结构PLA/TiO₂纤维膜。