[发明专利]抗菌纳米纤维过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌纳米纤维过滤材料的制备方法，包括如下步骤：在液态还原剂中加入硝酸银和稳定剂搅拌至溶解，再加入聚合物搅拌至溶解，静置脱泡6～8h；采用静电纺丝技术，将脱泡后的聚合物/银溶液制备成纳米纤维；将纳米纤维于黑暗条件下自然干燥直至还原剂完全挥发，得抗菌纳米纤维过滤材料。该抗菌纳米纤维过滤材料既具有高效的过滤性能，又具有长效的抗菌性能，可广泛用于医疗防护用口罩及高效空气过滤领域。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种具有抗菌功能的纳米纤维过滤材料的制备方法。

背景技术

目前普遍使用的空气过滤材料均为非织造材料，具有纤维直径大、孔径大，且不具备抗菌功能，对于PM₁₀和PM_2.5的过滤效果较好，而对于粒径小于2.5μm以下的粉尘颗粒则拦截效果不佳，而恰巧是这些粒径更小的粉尘颗粒物更易通过呼吸系统进入人们体内，使患肺癌、心血管疾病、呼吸道感染等疾病的概率增加，此外环境污染还会使空气中滋生出大量的有害细菌，会进一步危害人们的身体健康。因此，制备具有抗菌功能的高效空气过滤材料，能有效隔绝空气中的有害物质继续对人们的身体健康造成伤害。

纳米材料作为一种在各个方面都表现出巨大潜能的新型材料，也被广泛用于空气过滤材料的研究，其中利用静电纺丝技术制备的纳米纤维材料因具有较小的纤维直径、较大的比表面积和孔隙率，在空气过滤领域展现出优异的过滤性能。

银颗粒作为无机抗菌材料的一种，因其抗菌性能最优、易制备且无其它危害性副作用而被大量用于抗菌材料的研究。专利CN103520999B公布了一种抗菌的复合纳米纤维高效空气过滤材料的制备方法，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三部分，该方法的制备工艺流程长、制备方法复杂，且制备的过滤材料为三层复合材料，会存在堆积密度大、孔隙率小的缺陷。专利CN108251965A公布了一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法，利用静电纺丝技术制备壳聚糖纳米纤维膜，再通过交联处理将抗菌粒子负载在纳米纤维膜上，制备方法复杂，且条件不可控，负载在纳米纤维膜上的抗菌粒子易脱落而使其丧失抗菌性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗菌纳米纤维过滤材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌纳米纤维过滤材料的制备方法，包括如下步骤：

1)、在还原剂(液态的还原剂)中加入硝酸银和稳定剂，避光条件下(室温无光照条件下)搅拌直至硝酸银和稳定剂溶于还原剂中，得含银粒子的溶液；

硝酸银：稳定剂＝1：1～3的质量比；

2)、按照聚合物：还原剂＝0.06～0.16：1(优选0.10～0.12:1)的质量比，将聚合物加入至含银粒子的溶液中；

然后于避光条件下(室温无光照条件下)，先搅拌至聚合物完全溶解，再静置脱泡6～8h；得脱泡后的聚合物/银溶液；

即，上述步骤1)和步骤2)均于室温、避光条件下进行；

3)、采用静电纺丝技术，将脱泡后的聚合物/银溶液制备成纳米纤维；

4)、将步骤3)所得所得的纳米纤维于避光(黑暗)条件下干燥(自然干燥)直至还原剂完全挥发(干燥时间约为12h)，得抗菌纳米纤维过滤材料。

作为本发明的抗菌纳米纤维过滤材料的制备方法的改进，步骤1)中：

还原剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷、丙酮，二甲基亚砜；

稳定剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、壳聚糖。

作为本发明的抗菌纳米纤维过滤材料的制备方法的进一步改进：

步骤2)中的聚合物为聚偏氟乙烯。