自支撑聚氨酯纳米蛛网膜用于空气过滤研究取得重要进展

发布时间:2018-01-26访问量:270

近期,我校纺织学院丁彬研究员、青年教师印霞指导学生在自支撑聚氨酯纳米蛛网膜用于空气过滤研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Free-Standing Polyurethane Nanofiber/Nets Air Filtersfor Effective PM Capture”为题发表在国际知名学术期刊《Small》上(Small2017,13,1702139)。

雾霾中的超细颗粒由于其具有颗粒粒径小、渗透性强、易携带有毒物质及滞留时间长等特点而最具有危害性。以往的纤维类过滤材料仍存在对超细颗粒过滤效率低、使用安全性差等问题。静电喷网技术制备的纳米蛛网纤维材料,具有均匀的Steiner网孔结构且网中纤维直径仅为20nm,具有孔径小、孔隙率高、孔道连通性好等优点,但它也存在蛛网覆盖率低、基材依赖性等问题,不利于过滤性能及纤维膜透明度的提高,限制了其在过滤领域中的发展。因而,制备蛛网覆盖率高、透明度高的高效低阻自支撑纳米蛛网膜具有重要意义。

自支撑聚氨酯纳米蛛网空气过滤膜结构及应用性能展示  

为此,研究者利用静电纺丝/静电喷网技术,以聚氨酯(PU)为主要聚合物,通过调控氯化锂的含量以及接收基材的种类,成功制备了具有高蛛网覆盖率、良好的力学性能、优良的透光性能及过滤性能的自支撑PU纳米蛛网过滤膜材料。该膜当其阻力压降为28Pa时,PM1的过滤效率>99.00%PM2.5的过滤效率>99.73%,其透明度可以高达70%;同时当纤维膜透明度为40%时,PM0.3的过滤效率>99.97%。结果表明这种自支撑PU空气过滤膜具有优异的空气过滤性能,其高过滤效率及高透明度的特点使其在诸多过滤分离领域表现出良好的发展前景。

该研究工作获得了国家科技支撑计划(2015BAE01B012015BAE01B02)、国家自然科学基金(5167303751503030)、东华大学中央高校基金和上海市科委青年英才扬帆计划项目(15YF1400600)的大力资助。

 

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