[发明专利]一种催化纳米纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种催化纳米纤维的制备方法，其特征在于包括下述步骤：将聚合物溶于溶剂中，在室温～80℃温度下，搅拌3～12h，制成均匀透明的浓度为5～30wt％聚合物溶液A；将多巴胺溶于5～50mM的Tris‑HCl缓冲液中，调节pH，制得浓度为0.5～10g/L的多巴胺溶液；将步骤1)制备得到的纳米纤维浸入所述的多巴胺溶液中，在20～60℃下震荡浸泡，然后用纯水清洗2～3次，烘干纤维的表面水分，即得到改性纳米纤维；配制KMnO₄浓度为0.005～0.5mol/L、金属盐浓度为0.005～0.05mmol/L的催化剂水溶液；将改性纳米纤维浸入催化剂水溶液中，然后用去离子水清洗掉浮物，在20～70℃下干燥5～12h，即制得催化纳米纤维。

技术领域

本发明涉及到空气净化领域，尤其涉及一种催化纳米纤维的制备方法。

背景技术

CN201310309595.4公开了一种《二氧化锰/聚丙烯腈基氧化分解甲醛型纳米纤维膜的静电纺丝制备方法》，包括以下步骤：(1)将高锰酸钾和环己醇通过水热法制备纳米二氧化锰，纳米二氧化锰直径为50-600nm；(2)将聚丙烯腈(PAN)和纳米二氧化锰(MD)两者混合，然后溶于N-N二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌后得到分散均匀的静电纺丝溶液；其中，MD与PAN的质量比为0.01-0.5：1；(3)采用制得的静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到二氧化锰/聚丙烯腈(MD/PAN)基氧化分解甲醛型纳米纤维膜。该纳米纤维膜具有氧化分解甲醛的功能。

但是，该纳米纤维膜将纳米二氧化锰直接添加在纺丝液中，不仅降低原纺丝液的可纺性，而且一部分Mn离子被包裹在纤维丝内部，有效利用率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种有效利用率高且既能去除颗粒物又能分解臭氧和甲醛的催化纳米纤维的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种催化纳米纤维的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)制备纳米纤维

将聚合物溶于溶剂中，在室温～80℃温度下，搅拌3～12h，制成均匀透明的浓度为5～30wt％聚合物溶液A；

所述聚合物选自聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜PSF、聚苯乙烯、醋酸纤维素和壳聚糖中的至少一种；

所述溶剂选自水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；

2)改性纳米纤维

将多巴胺溶于5～50mM的Tris-HCl缓冲液中，调节pH为8.0～8.8，制得浓度为0.5～10g/L的多巴胺溶液；将步骤1)制备得到的纳米纤维浸入所述的多巴胺溶液中，在20～60℃下震荡浸泡1～12h，使多巴胺在纳米纤维表面自聚合，然后将涂覆有多巴胺的纳米纤维用纯水清洗2～3次，至无游离多巴胺为止。然后在常温～60℃下烘干纤维的表面水分，即得到改性纳米纤维；

3)制备催化纳米纤维

配制KMnO₄浓度为0.005～0.5mol/L、金属盐浓度为0.005～0.05mmol/L的催化剂水溶液；将所述改性纳米纤维浸入所述催化剂水溶液中1～12h，然后用去离子水清洗掉浮物，在20～70℃下干燥5～12h，即制得具有臭氧分解和甲醛分解功能的催化纳米纤维。

优选所述的贵金属盐选自氯铂酸、氯金酸或氯钯酸中的至少一种。

较好的，步骤2)中所述静电纺丝的工艺参数为：注射泵的流速为3～200μL/min，针和收集器之间的距离为5～25cm，施加的电压为8～30KV，收集器转速为300-3000rpm，纺丝的温度为20-30℃，湿度为40％-70％；

在无纺布上收集所述的纤维网。