CN103668513A - 一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维制备方法，通过如下步骤实施，1)将一种或多种高分子聚合物溶解于相应有机溶剂中制得高分子聚合物溶液，所述高分子聚合物质量分数为3％-50％，向所述高分子聚合物溶液中加入添加剂，使所述添加剂溶解或均匀分散在所述高分子聚合物溶液中，所述添加剂与所述高分子聚合物质量比小于等于2：1；2)将上述所述高分子聚合物溶液置于静电纺丝设备中，纺丝条件为：电压8～40kV，送液速度0.3～8.0mL/h，毛细管头内径0.2～2.0mm，极距50～300mm，并以金属板接收纳米纤维；3)将纳米纤维从接收板上剥离下来，在40～200℃、真空度0～0.095psi烘箱中除去残留的有机溶剂，得到最终产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米纤维，特别涉及一种功能型纳米纤维材料制备方法。
背景技术
随着环境污染日益严重，空气中的有害成分种类和含量都越来越多，如：与室外空气污染物相比，室内及车内空气污染中除含有粉尘及细菌外，还含有挥发性有机污染物，这些挥发性有机污染物主要来源于室内装修、室内家具以及车内设备和汽车尾气等；由于妇女和儿童在室内空气中暴露的时间相对较长，故而这些污染对妇女和儿童的危害更为严重；而随着人们生活水平的提高，私家车的拥有率也逐年增加，这些私家车所造成的汽车尾气与车厢材料散发的有毒有害物质使车内空气污染越来越严重；因此，研究一种用于净化挥发性有机污染物的材料将显得十分重要。
静电纺丝纳米纤维直径在100～1000纳米之间，长度为厘米级甚至更长，同时，纳米纤维具有比表面积大、吸附能力强、吸附容量高等特点，纤维纳米化后将具有很好的吸附效果，固将纳米纤维进行功能化处理后用于空气净化将具有良好的应用前景。
基于以上所述，一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维制备方法将很有研究的必要性。
发明内容
本发明提供一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维的制备方法，通过如下步骤实施，1)将一种或多种高分子聚合物溶解于相应有机溶剂中制得高分子聚合物溶液，所述高分子聚合物质量分数为3％-50％，向所述高分子聚合物溶液中加入添加剂，使所述添加剂溶解或均匀分散在所述高分子聚合物溶液中，所述添加剂与所述高分子聚合物质量比小于等于2：1；2)将上述所述高分子聚合物溶液置于静电纺丝设备中，纺丝条件为：电压8～40kV，送液速度0.3～8.0mL/h，毛细管头内径0.2～2.0mm，极距50～300mm，并以金属板接收纳米纤维；3)将纳米纤维从接收板上剥离下来，在40～200℃、真空度0～0.095psi烘箱中除去残留的有机溶剂，得到最终产品。
优选地，所述的用于净化空气中有机污染物的纳米纤维，其中，所述高分子聚合物选自聚苯乙烯、尼龙6、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、醋酸纤维素、甲基纤维素、聚醚醚酮、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯并咪唑或聚己内酯中一种或几种高分子聚合物。
优选地，所述的用于净化空气中有机污染物的纳米纤维，其中，所述添加剂选自醋酸锌、氯化锂、硝酸银、二氧化硅、氯化铜、亚硫酸氢钠、磁性四氧化三铁、十二烷基磺酸钠、四丁基氯化铵或纳米银中一种或几种化合物。
本发明公开的一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维的制备方法其有益效果为：1)所述纳米纤维净化材料能吸附空气中的挥发性有机污染物，尤其是苯类、芳香烃类、醇类等日常室内装修中常用的溶剂；2)通过改变纳米纤维中主体材料及添加剂可制得对不同污染物具有吸附性的纳米纤维；3)原料选择广泛、工艺简单、无工业污染，适合推广使用。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1：
将丙烯酸树脂溶解于80％乙醇水溶液中，使丙烯酸树脂的质量分数为8％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压9kV，送液速度1.5mL/h，毛细管头内径0.4mm，极距80mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于60℃烘箱中12小时，除去残余溶剂，然后将纳米纤维填装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的正丁醇、正辛醇、乙酸丁酯等有机污染物。
实施例2：
将聚苯乙烯溶解于四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中，四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的比例为3：1，使聚苯乙烯的质量分数为11％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压18kV，送液速度1.8mL/h，毛细管头内径0.3mm，极距200mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于温度60℃、真空度0.09psi烘箱中12小时，除去残余溶剂，然后将纳米纤维填装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的苯、苯并[a]芘、氯苯、苯甲醚、二氯甲烷等有机污染物。
实施例3：
将聚酰胺6溶解于甲酸溶液中，使聚酰胺6的质量分数为30％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压17kV，送液速度1.0mL/h，毛细管头内径0.5mm，极距150mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于60℃烘箱中12小时，除去残余溶剂。
将聚苯乙烯溶解于四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中，四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的比例为2：3，使聚苯乙烯的质量分数为11％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压18kV，送液速度1.8mL/h，毛细管头内径0.3mm，极距200mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于温度60℃、真空度0.09psi烘箱中12小时。
将两种纳米纤维填混合装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的苯、苯并[a]芘、氯苯、苯甲醚、苯酚、甲酚、萘酚等有机污染物。
实施例4：
将聚苯乙烯和丙烯酸树脂溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，使聚苯乙烯的质量分数为6％，丙烯酸树脂的质量分数为5％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压14kV，送液速度1.8mL/h，毛细管头内径0.5mm，极距170mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于温度50℃、真空度0.09psi烘箱中24小时，除去残余溶剂，然后将纳米纤维填装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的苯、苯并[a]芘、氯苯、苯甲醚、正辛醇、乙酸丁酯等有机污染物。
实施例5：
将聚己内酯溶解于四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中，四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的比例为2：3，使聚己内酯的质量分数为10％，将硝酸银溶解于聚合物溶液中，硝酸银与聚己内酯的质量比为1：5，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压14kV，送液速度1.3mL/h，毛细管头内径0.4mm，极距200mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于温度60℃、真空度0.09psi烘箱中12小时，除去残余溶剂，然后将纳米纤维填装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的环己酮、甲基乙基酮、丙苯、苯乙烯等有机污染物。
实施例6：
将丙烯酸树脂溶解于80％乙醇水溶液中，使丙烯酸树脂的质量分数为8％，将亚硫酸氢钠分散于丙烯酸树脂溶液中，质量分数为1％，用静电纺丝设备将其制备成纳米纤维，纺丝条件为：电压9kV，送液速度1.0mL/h，毛细管头内径0.4mm，极距90mm，将制成的纳米纤维从金属板上剥离下来，置于60℃烘箱中12小时，除去残余溶剂，然后将纳米纤维填装于过滤装置中，并装配在空气净化器中，能有效吸附空气中的正丁醇、正辛醇、乙酸丁酯、甲醛等有机污染物。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (3)
1.一种用于净化空气中有机污染物的纳米纤维制备方法，其特征在于，通过如下步骤实施，
1)将一种或多种高分子聚合物溶解于相应有机溶剂中制得高分子聚合物溶液，所述高分子聚合物质量分数为7％-30％，向所述高分子聚合物溶液中加入添加剂，使所述添加剂溶解或均匀分散在所述高分子聚合物溶液中，所述添加剂与所述高分子聚合物质量比小于等于2：1；
2)将上述所述高分子聚合物溶液置于静电纺丝设备中，纺丝条件为：电压8～40kV，送液速度0.3～8.0mL/h，毛细管头内径0.2～2.0mm，极距50～300mm，并以金属板接收纳米纤维；
3)将纳米纤维从接收板上剥离下来，在40～200℃、真空度0～0.095psi烘箱中除去残留的有机溶剂，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的用于净化空气中有机污染物的纳米纤维，其特征在于，所述高分子聚合物选自聚苯乙烯、尼龙6、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、醋酸纤维素、甲基纤维素、聚醚醚酮、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯并咪唑或聚己内酯中一种或几种高分子聚合物。
3.根据权利要求1所述的用于净化空气中有机污染物的纳米纤维，其特征在于，所述添加剂选自醋酸锌、氯化锂、硝酸银、二氧化硅、氯化铜、亚硫酸氢钠、磁性四氧化三铁、十二烷基磺酸钠、四丁基氯化铵或纳米银中一种或几种化合物。
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