纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域应用的研究进展

为促进三维纤维空气过滤材料的发展,针对现有二维纳米纤维滤材堆积结构不可控、容尘量小和稳定性差等问题,通过分析国内外相关文献,系统介绍了纳米纤维基气凝胶的基本特点、制备方法和功能修饰,归纳总结了现阶段天然高聚物和合成高聚物两大类纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域的应用研究,阐述了纳米纤维基气凝胶可作为过滤器核心介质的优势,分析了气凝胶结构和聚合物功能化技术对过滤材料综合性能的影响。指出当前纳米纤维基气凝胶滤材在实际应用中面临的问题,提出应重点提高材料的过滤性能和循环使用性,强化对不同空气污染物的过滤或吸附能力等。     

功能性纳米纤维空气过滤材料的研究进展

相较于传统纤维空气过滤材料,纳米纤维空气过滤材料的纤维直径较细,比表面积高,在空气过滤材料领域得到广泛关注.与普通纳米纤维空气过滤材料相比,新型功能性纳米纤维的开发能够满足特定领域对空气过滤材料的要求.功能性纳米纤维空气过滤材料在保证纳米纤维空气过滤材料对空气中细微颗粒高效吸附性能的基础上,附加了其他特定功能.在总结功...     

纳米纤维复合结构空气过滤材料性能研究

为深入探究影响纳米纤维膜过滤机制以开发和应用高端空气过滤材料,分析了静电纺纳米纤维膜和聚四氟乙烯拉伸膜与非织造布复合的空气过滤材料结构与性能,分别对其形貌、热力学性能、透气性等进行了分析与评价。实验结果表明,过滤材料本身的结构和纤维直径以及表面电势对其过滤性能影响显著,纤维直径越细,膜孔径越小,纤维间的结构会相对紧密,从而导致透气性较差,过滤效率更好。其中表面电势是影响材料过滤效率的主要因素,表面电势越高,过滤效果越好。静电纺锦纶6纳米纤维膜/聚酯纤维非织造布(PA6/PET)复合空气过滤材料表面电势最高,达1.414 kV,其过滤效率最佳,达到99.57%。PA6/木浆纸复合过滤材料表面电势最小,为0.07 kV,过滤效果仅为22.28%。     

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为获得高效低阻的过滤材料，以间位芳纶为原料，采用静电纺丝的方法，通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料，并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明：当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时，可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料；当纺丝时间为5 h时，其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外，制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性，在耐高温高效过滤领域具有应用前景。     

SS/PEO纳米纤维空气过滤膜的制备及性能的研究

为了制备绿色、高效的纳米纤维空气过滤材料,本文以水为溶剂,制丝胶/聚环氧乙烷纺丝液,制备出纳米纤维空气过滤材料,分析不同纤维直径、纺丝时间对纳米纤维过滤性能的影响.实验结果表明,SS/PEO过滤膜的过滤效率随着纤维直径的变细而优化,当纤维直径在283nm时,过滤效率达到97.9％;同样随着静电纺丝时间的增加而增加,当纺丝时间超过10h后,过滤膜的过滤性能的增幅趋于平缓,但吸气阻力却急剧加大..     

静电纺多级结构空气过滤材料的研究进展

为促进静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,开发性能更加优异的新型纳米纤维空气过滤膜,以近年来国内外静电纺丝技术制备多级结构纳米空气过滤材料的相关研究为基础,综述了静电纺制备具有微纳米凸起、纳米蛛网、层层复合、多孔、刺状、树枝状及核壳等结构空气过滤材料的最新研究进展,分析和讨论了多级结构微纳米空气过滤材料的制备方法,指出了现有研究中存在的不足,并对未来的发展方向进行了总结和展望。认为多级结构可有效实现过滤材料高效率、低阻力、高强度、阻燃等的功能化,相较于传统的纳米纤维过滤材料具有更好的应用前景。     

生物基静电纺纳米纤维空气过滤材料研究

可吸入颗粒物是常见的空气污染物之一,空气过滤是治理颗粒污染物的有效方法。静电纺纳米纤维在空气过滤领域应用广泛,但其难以降解,过度使用会造成污染。生物基聚合物具有可生物降解性,可替代传统空气过滤材料。介绍了空气污染及其空气过滤机理,概述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维膜的性能,分类介绍了纤维素、壳聚糖、蛋白质、其他新型生物基静电纺纳米纤维材料的应用前景,及其在空气过滤方面的研究进展。最后探讨了生物基静电纺丝空气过滤材料存在的问题和面临的挑战。     

全新风系统用复合空气过滤材料的制备及性能

为研发全新风系统用纳米纤维复合空气过滤材料,参照标准搭建过滤性能测试装置,对丙纶针刺和熔喷过滤材料的基本性能进行测试,优选出一种丙纶针刺过滤材料作为复合空气过滤材料的基布;利用正交试验设计法制定9种试验方案,将聚酰胺6(PA 6)纳米纤维膜沉积在优选的基布上制备复合过滤材料;对复合过滤材料的基本性能进行测试,并采用灰色聚类法对其过滤性能进行综合评价,考察优选出的复合过滤材料的实际应用效果。结果表明:丙纶针刺过滤材料与PA 6纳米纤维膜复合后,材料的过滤性能明显得到改善;制备PA 6纳米纤维膜的最优工艺参数为PA 6质量分数21%、纺丝电压16 kV、注射速度1 mL/h和接收距离18 cm。PA 6纳米纤维复合空气过滤材料可显著提高全新风系统的过滤性能。研究结果可为研发全新风系统用复合过滤材料提供技术参考。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

口罩熔喷布的替代品综述

静电纺丝纳米纤维过滤材料具有很高的比表面积、孔隙率和通透性,更容易吸附分离微小粒子,可以作各种高精度、高性能过滤材料,具有广泛的应用前景。在口罩防护方面该材料主要靠物理作用,对颗粒物进行拦截,其对0.3微米的颗粒物的阻隔效率可以达到99%以上,而且不会因为潮湿等原因而失效,有望取代熔喷布,并解决口罩无法多次重复利用的问题。     

空气过滤用聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学结构和过滤性能。结果表明：在PU质量分数14%条件下,添加有机盐TBAC,纺丝电压35 kV时,制备的纳米纤维膜的树枝状分叉结构明显;TBAC的加入使纤维膜的接触角由99.1°减小到82.8°;分叉结构使纳米纤维膜的过滤性能显著提高,与纯PU纳米纤维膜相比,过滤效率从50.8%提高到93.6%,品质因子从0.009提高到0.073,可满足高效低阻空气过滤材料的需求。     

水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM2.5过滤材料研究

利用多针头静电纺丝技术制备水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料,基于单因素试验及正交试验探究最佳纺丝工艺,测试其抗水解性能、红外光谱、孔径分布及过滤性能。结果表明:最佳纺丝工艺为纺丝液质量分数10%、纺丝电压30 kV、喂液速率1.0 mL/h,所得纳米纤维形貌最佳,纤维平均直径为116.99 nm、纤维直径CV值为15.09%。抗水解性能及红外光谱测试表明,与GA交联后再进行热处理能有效改善PVA的水解性。孔径分布及过滤性能测试表明,水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料是优秀的空气过滤材料,由PP纺黏布、水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料、PP纺黏布组合形成的复合过滤材料,对直径在0.3μm及以上的颗粒的过滤效率超过99%且过滤阻力仅为90 Pa,完全符合相关国家标准。     

天然纳米纤维在空气过滤材料中的应用

文章介绍了纳米纤维特性及其在空气过滤材料中的应用,通过实验证明,纳米纤维的加入,使空气过滤效率和容尘量有了大幅提高。     

静电纺构筑多形貌纳米纤维空气过滤膜的研究进展

随着人们对空气质量问题的日益关注,高性能空气过滤材料逐渐成为研究热点。静电纺纳米纤维具有高比表面积、直径小、制备简单及形貌结构可控性,被认为是空气过滤领域中最具有开发潜力的材料之一。文章综述了近年来静电纺纳米纤维膜在空气过滤中的最新研究进展,系统介绍了粗糙、多孔、串珠、蛛网、褶皱、三维等结构纳米纤维的制备原理,分析和讨论了纳米纤维膜结构对过滤材料综合性能的影响,最后提出了静电纺纳米纤维膜作为空气过滤材料面临的挑战,并对其发展趋势和研究方向进行了展望,为未来制备高性能静电纺纳米纤维过滤膜提供思路。     

基于GCEMC的柴油车尾气纳米级碳烟颗粒吸附机理

柴油车排放的纳米级碳烟颗粒对环境造成的污染极为严重。针对这一问题,研制新型炭化微米木纤维过滤材料,利用炭化微米木纤维滤芯对柴油车尾气中的碳烟颗粒进行吸附;根据巨正则系综蒙特卡罗法对其吸附机理进行深入研究,计算纳米级碳烟颗粒吸附数密度;通过实验加以验证。结果表明,炭化微米木纤维虑芯对纳米级碳烟颗粒吸附效率高,模拟计算方法可行,可为滤芯各项参数的优化设计提供科学的理论支持。     

含有纳米纤维的新型过滤介质

Irema-Filter公司就纳米纤维整合到过滤介质的新型工艺申请了专利,它可提高超细纤维在低压下的空气过滤效率。     

纳米材料大有可为

正利用纳米纤维的特性制作成吸附材料和过滤材料,并应用于亚微米微粒过滤,以及原子能工业、无菌室、精密工业、涂饰行业等领域,其过滤效率较常规过滤材料大大提高。这一技术自2013年起开始逐步在产业用过滤领域中崭露头角。美国FibeRio公司在2013年年初正式推出了Cyclone FE1.1纳米过滤膜。该过滤膜采用了最新的旋风分离技术,能生产出平均直径为500 nm及以下的材料,并可以以高标准的分布技术保证在其他各项性能中的一致性。该产品还具有另外一项专利设计,即能将纳米纤维材料均匀地分布在1.1m     

芳纶/纤维素纳米纤维复合过滤材料的制备及性能

以二亚基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)为溶剂溶解芳纶纤维,采用溶液相分离法制备芳纶纳米纤维。采用高压静电纺丝技术制备醋酸纤维,再将醋酸纤维水解,得到纤维素纳米纤维。将芳纶纳米纤维溶液涂覆在纤维素纳米纤维上形成复合膜过滤材料。结果表明,涂覆芳纶纳米纤维溶液后的纤维素纳米纤维具有良好的强度,对粒径为100nm的Fe3O4过滤效果基本达到100%,这将在过滤领域发挥着巨大的潜力。     

聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及性能表征

采用静电纺丝技术制备口罩芯材,以获得具有纳米蛛网结构的纤维膜材料,从而赋予材料更强的空气滑移效应。采用聚丙烯腈(PAN)和不同质量分数的氯化钡(BaCl₂)制备复合纤维膜。通过电导率和黏度评价纺丝液的性能;通过扫描电镜观察纤维膜的表面形貌,以纤维膜的形貌评价材料的空气过滤效果。结果表明：加入低质量分数BaCl₂对纺丝液的黏度和表面张力的影响较小,而使纺丝液的电导率增大,有利于获得直径分布均匀的纳米纤维膜。采用PAN质量分数为15%的纺丝液,加入质量分数为0.4%的BaCl₂,制得形貌良好的PAN纳米纤维膜。采用直径300～500 nm的电中性NaCl气溶胶颗粒对纤维膜的过滤性能进行测试,结果显示纤维膜的空气过滤效率为87.27%,具有较好的过滤效果。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维复合滤材的制备及其气液过滤性能

为探究纳米纤维物性参数对复合滤材气液过滤性能的影响,利用静电纺丝方法在普通玻璃纤维滤材上制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维层,以3层堆叠方式得到不同纳米纤维层面密度和纤维直径的复合滤材。在相同实验操作条件下,以癸二酸二辛酯(DEHS)为实验介质,通过滤材气液过滤性能实验装置分析了不同复合滤材的过滤效率、压降和品质因子。结果表明：复合滤材的稳态过滤效率和压降均随着纳米纤维层面密度的增大而增加,但稳态品质因子呈现先增加后降低的趋势,且在面密度为0.4 g/m2时达到最大值;在面密度相等的条件下,纳米纤维直径由706.5 nm降低到520.1 nm,滤材的稳态过滤效率和品质因子均随着纳米纤维直径降低而逐渐增加,表明在复合滤材中宜选用纤维直径较小的纳米纤维层。