[发明专利]一种生物质基抗病毒过滤材料及其合成方法

说明书

本发明涉及一种生物质基抗病毒过滤材料及其合成方法，其主要成分组成为木粉纳米纤丝，还含有部分硅酸盐成型剂，所述的硅酸盐成型剂占木粉纳米纤丝含量的5％；其中，木粉纳米纤丝的长度为99.01‑139.11μm，直径为2.67‑4.27nm；该生物质基抗病毒过滤材料为呈扁形圆柱形的泡沫材料，所述的泡沫材料具有多孔致密结构，用于抗病毒过滤。本发明通过将废弃物回收，进行重组用于过滤病毒领域，不仅具有较好的效果，而且成本低、材料可生物降解、环境友好，为解决空气污染、病毒传播提供了一个有效的方法。

技术领域

本发明涉及空气过滤领域，具体涉及一种生物质基抗病毒过滤材料及其合成方法。

背景技术

传统的口罩材料采用的原理为“过滤拦截”，换句话说，随着呼吸被材料阻拦的含病毒 气溶胶将被一直困在材料中，直到口罩使用寿命结束被抛弃为止(现一般为4-24h不等)。 病毒在气溶胶及口罩等粗糙材料中的活性能保持数小时，随着口罩的使用，有害气溶胶在口 罩中堆积，同时，传统口罩的主材料为聚丙烯熔喷布，是传统人工合成高聚物的一种，若处 置不当，伴随全国可观的日使用量，首先将造成严重的“白色污染”，所含的未失活的病原 体极有可能使废弃口罩成为新的传染源。

因此提出在过滤的同时，使用纳米银离子等物质对过滤材料所负载的气溶胶中的病原体 进行消杀。并且对材料提出创新，使用纳米化的木粉纤丝配合硅酸盐等成型剂，在冷冻干燥 技术干燥成型技术下制备生物质基纳米木粉空气过滤膜材料。可作为口罩材料或空气过滤器 等空气净化设备的滤网材料。

近年来，生物质基木材废弃物大量产出，但是其被再利用的部分只占小比例，在我国这 样的农业大国，每年农林生物质废弃物(包括秸秆和林业剩余物)占废弃物总量的69％；而 在欧洲，欧盟成员国中废物生物质的可获得量每年超过4.45亿吨(干基)，农林业产生的生 物质废弃物占总量的86％。

将废弃生物质运用起来可以说是十分环境友好的，因此，我们将生物质废弃物木粉进行 纳米化后，采用取向冷冻技术对其进行重塑，用于病毒气溶胶的过滤。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质基抗病毒过滤材料及其合成方法，将废弃物回收，进行重 组用于过滤病毒领域，不仅具有较好的效果，而且成本低、材料可生物降解、环境友好，有 一定的经济效益，为当今社会口罩物资缺乏提供一种可行性方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种生物质基抗病毒过滤材料，其主要成分组成为木粉纳米纤丝，还含有部分硅酸盐成型 剂，所述的硅酸盐成型剂占木粉纳米纤丝含量的5％；其中，木粉纳米纤丝的长度为 99.01-139.11μm，直径为2.67-4.27nm；该生物质基抗病毒过滤材料为呈扁形圆柱形的泡 沫材料，所述的泡沫材料具有多孔致密结构，用于抗病毒过滤。

生物质基抗病毒过滤材料的合成包括以下步骤：

1)木粉纳米纤丝的制备：将木粉用热水进行多次浸泡洗涤，去除可溶性盐及油性物质，经 湿磨机和高压均质机纳米化，得到分散均一的木粉纳米纤丝悬浮液；

2)成型剂的制备：将硅酸盐矿物质经高压均质机纳米化后得到悬浮液，测得其固含量；

3)将步骤2)中的悬浮液复合入步骤1)中的木粉纳米纤丝悬浮液中，其中硅酸盐矿物质含 量占木粉纳米纤丝含量的5％，同时将一定量的纳米银溶液或硫酸铜溶液掺入木粉纳米纤 丝悬浮液中，在50℃条件下搅拌混合均匀后，进行脱泡处理，得到盐/木粉纳米纤丝悬浮 液；

4)冷冻铸造：将复合好的盐/木粉纳米纤丝悬浮液装入金属铝盒中冷冻，得到冰晶致密生长 的样品；

5)将冷冻完毕的样品置于冷冻干燥机中干燥至完全，得到生物质基抗病毒泡沫过滤器。

步骤1)中，木粉用热水进行多次浸泡洗涤，是指采用100℃的热水，浸泡5～8次，共5～8小时。