[发明专利]新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：银纳米线的制备、MOFs的制备、纺丝前驱体溶液的制备、纺丝液的制备、静电纺丝、抽滤分散液制备、抽滤涂膜。本发明的有益效果在于：本发明的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法利用一定直径的银纳米线和一定粒径大小的MOFs来进行掺杂制备复合纤维薄膜，利用纺丝形成的纤维薄膜的孔径来过滤，同时通过施加一个较小的电压，利用银纳米线的远程静电力来收集颗粒物，提升过滤效果，又因为银纳米线本身具有杀菌功能，所以可以达到多功能过滤雾霾的效果。

技术领域

本发明属于雾霾高效过滤技术领域，涉及一种雾霾高效过滤复合材料，具体涉及一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法。

背景技术

近年来，我国以雾霾天气为代表的大气污染事件已成为影响民众身心健康和日常生活秩序最为显著的社会问题之一。雾霾天气在我国华北、西北甚至在长江以南区域呈现出高频化的趋势，它不但危害人们的身心健康，而且对我国在国际社会的形象造成了一定的负面影响。

雾霾是指悬浮在大气中的微小尘粒、烟微粒或盐微粒的集合体(简称PM)，例如：空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物、NOx和挥发性有机物等。雾霾可以使大气混浊，导致能见度降低，大量雾霾吸入人体后将引发呼吸道和心肺疾病。当空气污染颗粒物质(PM)尺寸大小在10μm(PM10)时，可以通过身体进入肺；当颗粒的尺寸大小在≤2.5μm之下(PM2.5)时，可以渗透进入肺泡和血管，而且PM≤2.5的颗粒都是有害重金属(如镉、砷、铅和锌等)，很容易被循环系统或呼吸系统吸收，残留在人体内。

针对雾霾问题，我国政府采取了一系列的措施，如工业转型升级、科技攻关，企业限产、车辆限行日渐常态化等，但是雾霾问题尚未得到有效的控制。2017年数据统计表明，以居民区PM2.5年平均浓度不超过35微克/立方米来衡量，380个城市中仅有125座达标，67.1％的城市处于雾霾危害中。

普通民众，对于雾霾的应对措施，最有效的方式就是佩戴具有过滤功能的口罩，减少雾霾的吸入量。但是，现在市面上的口罩过滤层虽然阻挡了空气中的颗粒物，但被过滤的颗粒和细菌却很容易附着在口罩滤片上贴近口鼻的部位，造成细菌的滋生，形成二次污染，这些细菌和颗粒物再通过口罩滤片渗透进入人体，对人体造成危害，不符合卫生要求；市场上单纯的杀菌口罩，又存在过滤效果差等问题，而常规口罩具有的微米级孔道又很难去除雾霾组分中的氮氧化物、硫氧化物和有机挥发物等气体类有害物质。因此，需要我们开拓思路，进一步提升其功能特性，开发一种既能很好地过滤颗粒物、吸附空气中的有害气体组分，同时又兼顾抗菌功能的过滤材料。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法。综合利用了多孔金属有机框架MOFs材料的特定孔径过滤性、银纳米材料的抗菌性和导电性、静电纺丝技术可制得高比表面积和无纺超细纤维膜的特性，制备得到了一种银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料，实现了对雾霾的高效过滤。

多孔金属有机框架MOFs材料，是一类具有特定孔尺寸和结构的功能材料，其具有比表面积大、孔隙率高等特点，在吸附分离、分子催化，特别是大气污染治理与防控方面具有十分广泛的应用，为一代晶态杂化功能多孔材料。MOFs材料是以金属离子簇作为节点、有机功能配体为连接体，通过配位键形成的晶态化合物，具有高热稳定性、结构有序性、孔尺寸可调控等优点。MOFs材料为超低密度材料，具有纳米级的孔径，非常适于气体的储存、分离，可通过化学修饰对其孔表面结构进行调控以增强吸附作用力，后修饰处理也可以使其含有大量的活性中心，因而在特定小分子物质的吸附分离、不对称催化等方面具有十分广阔的应用前景。