[发明专利]一种氧化铝纤维滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝纤维滤膜及其制备方法，属于纤维滤膜领域，氧化铝纤维滤膜包括筛网、固定于筛网上的氧化铝纤维膜以及负载于氧化铝纤维膜上的氧化铝短纤维，且氧化铝短纤维的单丝直径为200nm~6μm，氧化铝短纤维的长度为5μm~70μm。本发明制备的氧化铝纤维滤膜在未添加胶粘剂的前提下依然具有优异的强度；另外，本申请的氧化铝纤维滤膜具有高空隙率、通量大、耐腐蚀性、耐高温以及极其有效的粒子保留能力，整体可耐受温度达1800℃以上，本底值低于0.00018μg/0.15g，0.3μm颗粒物捕集效率99.95%，过滤精度为0.3μm，用于持久性有机污染物等污染源的空气采样、吸附与分离，满足环境检测与治理的技术需求。

技术领域

本发明涉及纤维滤膜制备领域，具体而言，涉及一种氧化铝纤维滤膜及其制备方法。

背景技术

传统的玻璃纤维滤膜由于玻璃纤维的强度不够，存在强度低、在高压力下存在着易破损、易脱落等缺点，并且玻璃纤维滤膜也存在着纯度低的缺点，在环境采样、检测过程中，容易出现玻璃纤维干扰检测结果的现象。此外，传统的玻璃纤维滤膜可耐受温度仅为300℃，并不能满足高温环境下（如烟囱采样等）环境采样、治理的需求。现有技术中也有氧化铝纤维滤膜的制备，但普遍需要通过添加胶粘剂来增强纤维滤膜的强度，制备得到的氧化铝纤维滤膜会干扰环境检测结果，因此，对氧化铝纤维滤膜做进一步研究具有及其重要的意义。

发明内容

基于此，为了解决现有技术通过添加胶粘剂来增强纤维滤膜的强度，制备得到的氧化铝纤维滤膜会干扰环境检测结果,不能高温采样的问题，本发明提供了一种氧化铝纤维滤膜，具体技术方案如下：

一种氧化铝纤维滤膜，所述氧化铝纤维滤膜包括筛网、固定于所述筛网上的氧化铝纤维膜以及负载于所述氧化铝纤维膜上的氧化铝短纤维；其中，按照重量份计，所述氧化铝纤维膜30份~70份、所述氧化铝短纤维30份~70份，总重量份为100份；

所述氧化铝短纤维的单丝直径为200nm~6μm，所述氧化铝短纤维的长度为5μm~70μm。

优选地，所述氧化铝短纤维包括长度为5μm~20μm的混合氧化铝短纤维和长度为20μm~50μm的混合氧化铝短纤维，且长度为5μm~20μm的混合氧化铝短纤维和长度为20μm~50μm的混合氧化铝短纤维的重量比为2-5:5-8。

另外，本发明还提供一种氧化铝纤维滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.以静电纺丝法结合高温煅烧法制备氧化铝纤维膜，并将所述氧化铝纤维膜固定在筛网上，制备得到复合筛网；

S2.将氧化铝纤维磨碎打短后，分散到超纯水中，然后加入表面活性剂，并持续搅拌一段时间，制备得到氧化铝短纤维浆料；

S3.以所述复合筛网为抄网，以所述氧化铝短纤维浆料为原料，将复合筛网中的氧化铝纤维膜面与所述氧化铝短纤维浆料接触，采用湿抄法成型工艺，制备得到纤维滤膜前驱体；

S4.将所述纤维滤膜前驱体经过模压处理、干燥处理、煅烧处理后，制备得到氧化铝纤维滤膜。

优选地，所述静电纺丝法中的纺丝液包括以下重量份的原料：20份~50份铝源、5份~15份增稠剂、1份~5份催化剂以及30份~74份溶剂。

优选地，所述静电纺丝法的条件为：电压为5 kV~25kV，进样速度为0.5 mL/h~4mL/h，环境湿度为15%~40%，环境温度为20℃~40℃。

优选地，步骤S1中所述高温煅烧包括第一阶段以及第二阶段，所述第一阶段以1℃/min ~3℃/min的升温速度升温至500℃~700℃，并保温1h~5h；所述第二阶段以5℃/min~10℃/min的升温速度升温至700℃~1800℃，并保温1h~5h。

优选地，所述筛网为300目~1400目的不锈钢筛网。