[发明专利]一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法

权利要求书

1.一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）聚合物预处理：称取一定量聚氨酯作为溶质，用二甲基甲酰胺溶液作为溶剂，配制质量分数为15%～20%的溶液，并在磁力搅拌器下搅拌3～6h；

2）导电性强化：在步骤1）得到的溶液中加入四乙基溴化铵粉末，在磁力搅拌器下搅拌2～3h得混合液；

3）添加活性组分：将催化剂前驱物锰金属盐、铈金属盐、铁金属盐和钴金属盐加入步骤2）得到的混合液中，在磁力搅拌器下搅拌40～48h得到静电纺丝溶液，其中催化剂前驱物的质量与步骤2）得到的混合液的体积比为0.02～0.1g/ml；

4）静电纺丝、收集：将步骤3）得到的静电纺丝溶液进行静电纺丝，并将得到的固化纳米纤维纺丝收集制得纳米纤维膜；

5）等离子体改性：将步骤4）中得到的纳米纤维膜置于低温等离子体反应器中，通入氩气进行等离子体改性操作；改性结束后持续通入氩气等待纤维膜缓慢冷却至室温，取出得到低温等离子体改性的催化纤维膜；

6）覆膜包装：将低温等离子体改性的催化纤维膜进行覆膜和包装，得到复合功能的低温等离子体改性的催化纤维滤料；

其中：

步骤3）所述的锰金属盐为硝酸锰、氯化锰、醋酸锰、硫酸锰中的一种或多种；铈金属盐为硝酸铈、氯化铈、醋酸铈、硫酸铈中的一种或多种；铁金属盐为硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、硫酸铁中的一种或多种；钴金属盐为硝酸钴、氯化钴、醋酸钴、硫酸钴中的一种或多种；所述的锰金属盐、铈金属盐、铁金属盐和钴金属盐的摩尔比n_Mn：n_Ce：n_Fe：n_Co=0.25～0.5:0.35～0.55:0.02～0.07:0.02～0.04。

2.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤1）所述的在磁力搅拌器下搅拌3～6h操作过程中，磁力搅拌器的转速为1200～1400转/分钟，温度为80～100℃。

3.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤2）所述的在磁力搅拌器下搅拌2～3h得混合液中，混合液中四乙基溴化铵的浓度为5～10g/L，磁力搅拌器的转速为1200～1400转/分钟，温度为80～100℃。

4.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤3）所述的在磁力搅拌器下搅拌40～48h得到静电纺丝溶液过程中，磁力搅拌器的转速为500～700转/分钟，温度为80～100℃。

5.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤4）所述的将步骤3）得到的静电纺丝溶液进行静电纺丝操作中，静电纺丝采用Elmarco公司生产的纳米纤维纺丝机“Nanospider”,其中旋转滚子接通的高压电设置为60～65kv，旋转滚子和收集器之间工作距离15～17cm，滚筒转速5～7转/分钟。

6.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤4）所述的将得到的固化纳米纤维纺丝收集制得纳米纤维膜是指，将得到的固化纳米纤维纺丝交织重叠在聚丙烯无纺布抗静电材料表面上，取下聚丙烯无纺布抗静电材料表面的薄膜即得到纳米纤维膜，此过程室温控制在20～23℃，湿度控制在20～25%，每次收集时间为5～10min。

7.如权利要求1所述的一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法，其特征在于：步骤5）所述的将纳米纤维膜置于低温等离子体反应器中，通入氩气进行等离子体改性操作中，低温等离子体反应器的高压电极接10～15kv的高压交流电源，接地极外壁通过导线接地，通入氩气量控制在200～250ml/min，通入时间2～3min，放电频率为5～20kHz，放电功率为20～25W，低温等离子体反应器每放电2～3分钟后停止1～2分钟，改性操作总时长为30～60分钟。