CN110075815A - 新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法 - Google Patents

新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:银纳米线的制备、MOFs的制备、纺丝前驱体溶液的制备、纺丝液的制备、静电纺丝、抽滤分散液制备、抽滤涂膜。本发明的有益效果在于:本发明的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法利用一定直径的银纳米线和一定粒径大小的MOFs来进行掺杂制备复合纤维薄膜,利用纺丝形成的纤维薄膜的孔径来过滤,同时通过施加一个较小的电压,利用银纳米线的远程静电力来收集颗粒物,提升过滤效果,又因为银纳米线本身具有杀菌功能,所以可以达到多功能过滤雾霾的效果。

Description

新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料 及其制备方法
技术领域
本发明属于雾霾高效过滤技术领域,涉及一种雾霾高效过滤复合材料,具体涉及一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法。
背景技术
近年来,我国以雾霾天气为代表的大气污染事件已成为影响民众身心健康和日常生活秩序最为显著的社会问题之一。雾霾天气在我国华北、西北甚至在长江以南区域呈现出高频化的趋势,它不但危害人们的身心健康,而且对我国在国际社会的形象造成了一定的负面影响。
雾霾是指悬浮在大气中的微小尘粒、烟微粒或盐微粒的集合体(简称PM),例如:空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物、NOx和挥发性有机物等。雾霾可以使大气混浊,导致能见度降低,大量雾霾吸入人体后将引发呼吸道和心肺疾病。当空气污染颗粒物质(PM)尺寸大小在10μm(PM10)时,可以通过身体进入肺;当颗粒的尺寸大小在≤2.5μm之下(PM2.5)时,可以渗透进入肺泡和血管,而且PM≤2.5的颗粒都是有害重金属(如镉、砷、铅和锌等),很容易被循环系统或呼吸系统吸收,残留在人体内。
针对雾霾问题,我国政府采取了一系列的措施,如工业转型升级、科技攻关,企业限产、车辆限行日渐常态化等,但是雾霾问题尚未得到有效的控制。2017年数据统计表明,以居民区PM2.5年平均浓度不超过35微克/立方米来衡量,380个城市中仅有125座达标,67.1%的城市处于雾霾危害中。
普通民众,对于雾霾的应对措施,最有效的方式就是佩戴具有过滤功能的口罩,减少雾霾的吸入量。但是,现在市面上的口罩过滤层虽然阻挡了空气中的颗粒物,但被过滤的颗粒和细菌却很容易附着在口罩滤片上贴近口鼻的部位,造成细菌的滋生,形成二次污染,这些细菌和颗粒物再通过口罩滤片渗透进入人体,对人体造成危害,不符合卫生要求;市场上单纯的杀菌口罩,又存在过滤效果差等问题,而常规口罩具有的微米级孔道又很难去除雾霾组分中的氮氧化物、硫氧化物和有机挥发物等气体类有害物质。因此,需要我们开拓思路,进一步提升其功能特性,开发一种既能很好地过滤颗粒物、吸附空气中的有害气体组分,同时又兼顾抗菌功能的过滤材料。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提供了一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法。综合利用了多孔金属有机框架MOFs材料的特定孔径过滤性、银纳米材料的抗菌性和导电性、静电纺丝技术可制得高比表面积和无纺超细纤维膜的特性,制备得到了一种银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,实现了对雾霾的高效过滤。
多孔金属有机框架MOFs材料,是一类具有特定孔尺寸和结构的功能材料,其具有比表面积大、孔隙率高等特点,在吸附分离、分子催化,特别是大气污染治理与防控方面具有十分广泛的应用,为一代晶态杂化功能多孔材料。MOFs材料是以金属离子簇作为节点、有机功能配体为连接体,通过配位键形成的晶态化合物,具有高热稳定性、结构有序性、孔尺寸可调控等优点。MOFs材料为超低密度材料,具有纳米级的孔径,非常适于气体的储存、分离,可通过化学修饰对其孔表面结构进行调控以增强吸附作用力,后修饰处理也可以使其含有大量的活性中心,因而在特定小分子物质的吸附分离、不对称催化等方面具有十分广阔的应用前景。
银纳米材料,大量研究证明银纳米材料具有抗菌活性,如球形银纳米颗粒、银纳米棒和银离子因为其表面具有活性的{111}晶面而具有杀菌性能,其中三角形银纳米颗粒具有更强的抗菌性能。银纳米线的表面也具有丰富的{111}晶面,因此也具有优良的杀菌性能;且银纳米线在等离子体纤维、电化学检测、催化剂等领域也具有广阔的应用前景;另外,银还是优异的导电体,具有优异的导电特性,是柔性显示领域的首选材料之一。
静电纺丝技术,是将聚合物熔体或者溶液在高压静电场作用下形成纤维的技术,是目前制备一维纳米纤维的重要方法之一,采用此技术制得的纤维薄膜具有高比面积和高孔隙率的特点。
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)银纳米线的制备:采用水热法制备,具体工艺条件过程为以乙二醇为溶剂,将聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、氯化钠分别在常温下溶解,制备得到聚乙烯吡咯烷酮溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液;然后将前述氯化钠溶液加入到前述聚乙烯吡咯烷酮溶液中,搅拌均匀,再加入前述硝酸银溶液,充分搅拌,得到混合溶液;将前述混合溶液放入聚四氟乙烯反应釜中进行溶剂热反应24~60h,得到水热反应产物;然后将前述水热反应产物用丙酮、乙醇离心纯化,得到银纳米线;
(2)MOFs的制备:采用微波法制备,获得MOFs材料;
(3)纺丝前驱体溶液的制备:采用具有一定粘性的高分子材料作为高分子模板剂,将前述高分子模板剂加入到乙醇溶液中,搅拌12h,静置2~5h,得到组成为高分子材料-乙醇的纺丝前驱体溶液;每10mL前述纺丝前驱体溶液中含有前述高分子材料的质量为0.3~1.0g;
(4)纺丝液的制备:根据所要制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料膜层组成结构的不同,将MOFs、银纳米线或银纳米线-MOFs混合液与前述纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌,获得纺丝液;前述纺丝液的成分组成可以为3种,分别是高分子材料-乙醇-MOFs分散液,高分子材料-乙醇-银纳米线分散液,高分子材料-乙醇-MOFs-银纳米线分散液;
(5)静电纺丝:将前述纺丝液加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到附着在喷涂载体上的混合纤维薄膜;前述静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(6)抽滤分散液制备:根据所要制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料膜层组成结构的不同,抽滤分散液的组成可以为4种,分别是银纳米线-乙醇分散液,MOFs-乙醇分散液,高分子材料-乙醇-银纳米线分散液,银纳米线-MOFs-乙醇分散液;
(7)抽滤涂膜:将前述混合纤维薄膜从前述喷涂载体上剥离,放置在抽滤装置上,将前述抽滤分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料。
作为一种优选的方案,前述高分子材料可以为聚乙烯吡咯烷酮PVP、PVB或尼龙。
更为优选的是,前述MOFs材料是以功能有机配体为配位单元,以极性基团为连接骨架的有机桥联配体;前述有机桥联配体为多孔MOFs,且对碳氧化物、硫化物、氮氧化物大气污染物分子具有强吸附作用;
更为优选的是,前述功能有机配体可以为含氮杂化或多羧酸配体;前述极性基团可以为共轭的苯、联苯、苯乙炔、偶氮苯或多苯胺。
更为优选的是,前述MOFs材料可以是MOF-5或ZIF-8。
更为优选的是,前述银纳米线直径为30~100nm,长度为10~100μm,银含量为99.9%以上。
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料是根据前述任意一项方法制备得到的。
本发明的有益效果在于:本发明提供的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法具有以下优势:
①本发明使用的原料之一为银纳米线,且银纳米线具有很多优良的性质:抗菌、杀菌效果好;纳米材料的小尺寸效应、高表面能,有助于吸附小颗粒;银纳米线形成网络,具有良好的导电功能,可以形成静电场,静电场又可以提升颗粒物的捕获能力;孔状结构降低了空气的通过性,进而降低了过滤阻力。
②本发明使用的原料之一为MOFs,且MOFs材料具有很多优良的性质:孔径小、比表面积大,具有大量的活性位点,可以选择性吸附氮氧化物、硫氧化物和有机小分子,可以起到过滤微小物质和有害气体组分的作用。
③本发明提供的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,将掺杂技术和静电纺丝技术结合到一起,将一定直径的银纳米线和一定粒径大小的MOFs进行掺杂,并利用纺丝形成的孔径来实现过滤功能,并通过施加一个较小的电压,利用银纳米线的远程静电力来收集颗粒物,提升过滤效果;而且利用银纳米线本身的杀菌功能,实现多功能过滤雾霾的效果。
④本发明制备的新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料具有很好的抗拉、抗剪性能,银纳米线在内部可以避免脱落,在施加电压的情况下可以产生远程静电力,有利于高效过滤颗粒物质,防止细菌滋生。
附图说明
图1是本发明实例1制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的SEM形貌图;
图2为本发明实例2制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的SEM形貌图;
图3为本发明实例3制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的SEM形貌图;
图4为本发明实例4制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的SEM形貌图;
图5为本发明实例5的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备流程图;
图6为本发明制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料在线检测过滤器出口固体颗粒物统计图;
图7为本发明制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料在线检测过滤器出口压力统计图;
图8为本发明实施例3制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料在E.coli和S.aureus的抑菌效果图;
图9为本发明实施例3制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料不同直径样品对E.coli和S.aureus的抗菌直径统计图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明所用试剂主要包括以下几种:①聚乙烯吡咯烷酮(PVP K-1300):购买于麦克林公司;②乙醇:购买于天津市富宇精细化工有限公司;③多孔金属有机框架化合物(MOFs):自制;④银纳米线规格:直径为30~100nm,长度为10~100μm。
实施例1
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)纺丝前驱体溶液的制备:称取1g的PVP粉末加入9g的乙醇中,磁力搅拌12h,静置2h,得到纺丝前驱体溶液;
(2)纺丝液的制备:将0.05g银纳米线与纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌2h,得到PVP-乙醇-银纳米线分散液;之后称取0.05g的MOF-5粉末加入5g的PVP-乙醇-银纳米线分散液中,磁力搅拌3h,制备得到纺丝液,纺丝液的成分组成为PVP-乙醇-MOF-5-银纳米线分散液;
(3)静电纺丝:将纺丝液(PVP-乙醇-MOF-5-银纳米线分散液)加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到混合纤维薄膜;静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;即得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,具体结果见图1。
实施例2
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)纺丝前驱体溶液的制备:称取1g的PVP粉末加入9g的乙醇中,磁力搅拌12h,静置2~5h,得到纺丝前驱体溶液;
(2)纺丝液的制备:将0.05g银纳米线与纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌2h,得到PVP-乙醇-银纳米线分散液;称取0.05g的MOF-5粉末加入5g的纺丝前驱体溶液混合中,磁力搅拌3h,制备成PVP-乙醇-MOF-5分散液;
(3)静电纺丝:将纺丝液(PVP-乙醇-银纳米线分散液和PVP-乙醇-MOF-5分散液)加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到混合纤维薄膜;静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(4)抽滤分散液制备:称取0.05g银纳米线加入到5g乙醇溶液中,超声10min,制备得到抽滤分散液,抽滤分散液的组成成分为银纳米线-乙醇分散液;
(5)抽滤涂膜:将混合纤维薄膜从铝箔上剥离,放置在抽滤装置上,将银纳米线-乙醇分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,具体结果见图2。
实施例3
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)纺丝前驱体溶液的制备:称取1g的PVP粉末加入9g的乙醇中,磁力搅拌12h,静置2~5h,得到纺丝前驱体溶液;
(2)纺丝液的制备:将0.05g银纳米线与纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌2h,得到纺丝液,其组成成分为PVP-乙醇-银纳米线分散液;
(3)静电纺丝:将纺丝液(PVP-乙醇-银纳米线分散液)加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到混合纤维薄膜;静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(4)抽滤分散液制备:称取0.05g的MOF-5粉末加入到5g乙醇溶液中,超声10min,制备得到抽滤分散液,其组成成分为MOF-5-乙醇分散液;
(5)抽滤涂膜:将混合纤维薄膜从铝箔上剥离,放置在抽滤装置上,将MOF-5-乙醇分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,具体结果见图3。
实施例4
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)纺丝前驱体溶液的制备:称取1g的PVP粉末加入9g的乙醇中,磁力搅拌12h,静置2~5h,得到纺丝前驱体溶液;
(2)纺丝液的制备:将0.05g的ZIF-8粉末与纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌2h,得到纺丝液,其组成成分为PVP-乙醇-ZIF-8分散液;
(3)静电纺丝:将纺丝液(PVP-乙醇-ZIF-8分散液)加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到混合纤维薄膜;静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(4)抽滤分散液制备:称取0.05g银纳米线加入到5g乙醇溶液中,磁力搅拌3h,制备得到抽滤分散液,其组成成分为乙醇-银纳米线分散液;
(5)抽滤涂膜:将混合纤维薄膜从铝箔上剥离,放置在抽滤装置上,将乙醇-银纳米线分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,具体结果见图4。
实施例5
一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)纺丝前驱体溶液的制备:称取1g的PVP粉末加入9g的乙醇中,磁力搅拌12h,静置2~5h,得到纺丝前驱体溶液;
(2)静电纺丝:将纺丝前驱体溶液加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到混合纤维薄膜;静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1ml/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(3)抽滤分散液制备:将银纳米线加入到Zn(NO3)2·6H2O与对苯二甲酸、NMP溶液中,用微波法制备MOF-5-银纳米线复合材料;之后取0.2g制备好的MOF-5-银纳米线复合材料加入到5g乙醇溶液中,超声10min,制备得到抽滤分散液,其组成成分为3%的银纳米线-MOF-5-乙醇分散液;
(4)抽滤涂膜:将混合纤维薄膜从铝箔上剥离,放置在抽滤装置上,将3%的银纳米线-MOF-5-乙醇分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,具体过程见图5。
对实施例1-5制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料进行性能检测,检测项目包括除尘效果、抑菌效果。
1.除尘效果实验
利用实施例1-5制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料作为过滤材料,通过模拟烟气仪器释放含尘烟气,入口烟尘浓度100g/m3,烟气流入风速0.5m/min,出口烟尘浓度5mg/Nm3,除尘效率大于99.99%,具体实验结果见表1、图6和图7。
表1除尘实验结果
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 型式 过滤膜微型模拟除尘器
2 入口烟尘浓度 g/Nm<sup>3</sup> ≤100
3 出口烟尘浓度 mg/Nm<sup>3</sup> <10
4 本体总阻力 Pa ≤1150
5 本体漏风率 <3
6 处理烟气量 m<sup>3</sup>/h 3000
7 过滤材料 MOF-银纳米线-尼龙网复合
8 过滤风速 m/min 0.50
9 收尘效率 ≥99.99
根据CEMS监测结果显示,采用新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料过滤的粉尘排放值保持长期稳定低排放(<10mg/Nm3),采用新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料作为过滤材料制备的小型过滤器的运行阻力稳定在400Pa以下,除尘器运行状态良好,达到了的预期目标。
2.抑菌效果实验
选择E.coil(大肠杆菌)和S.aureus(金黄色葡萄球菌)作为实验菌种进行抑菌圈实验研究。首先将接种环在超净台中紫外抗菌(0.5h),然后在菌种平板上使用划线法挑取菌落,接种到含有5mL液体的培养基中,恒温震荡(37℃),菌液培养12h,4℃下冷藏备用。进行抑菌圈验时,用移液枪移取100μL稀释后的菌液均匀涂布于琼脂平板上。
将实施例1-5制备得到的新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,裁剪成一定直径的薄膜样品,并将其平铺于以上接种有不同细菌的平板上,在培养箱中正置平板培养基,37℃恒温培养24h,每个实验设置3个平行实验。取出后,观察并测量抑菌圈的直径大小,结果表明对E.coil和S.aureus都有一定的抑菌效果,且对E.coil(大肠杆菌)的抑菌效果好于S.aureus(金葡萄球菌);不同直径的薄膜样品,抑菌效果有一定的差异,当直径为0.8mm时,其抑菌直径最大,抑菌效果最好(实施例3的具体实验结果见图8和图9)。
应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)银纳米线的制备:采用水热法制备,具体工艺条件过程为以乙二醇为溶剂,将聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、氯化钠分别在常温下溶解,制备得到聚乙烯吡咯烷酮溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液;然后将所述氯化钠溶液加入到所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中,搅拌均匀,再加入所述硝酸银溶液,充分搅拌,得到混合溶液;将所述混合溶液放入聚四氟乙烯反应釜中进行溶剂热反应24~60h,得到水热反应产物;然后将所述水热反应产物用丙酮、乙醇离心纯化,得到银纳米线;
(2)MOFs的制备:采用微波法制备,获得MOFs材料;
(3)纺丝前驱体溶液的制备:采用具有一定粘性的高分子材料作为高分子模板剂,将所述高分子模板剂加入到乙醇溶液中,搅拌12h,静置2~5h,得到组成为高分子材料-乙醇的纺丝前驱体溶液;每10mL所述纺丝前驱体溶液中含有所述高分子材料的质量为0.3~1.0g;
(4)纺丝液的制备:根据所要制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料膜层组成结构的不同,将MOFs、银纳米线或银纳米线-MOFs混合液与所述纺丝前驱体溶液混合,磁力搅拌,获得纺丝液;所述纺丝液的成分组成可以为3种,分别是高分子材料-乙醇-MOFs分散液,高分子材料-乙醇-银纳米线分散液,高分子材料-乙醇-MOFs-银纳米线分散液;
(5)静电纺丝:将所述纺丝液加入到纺丝设备中,进行静电纺丝,制备得到附着在喷涂载体上的混合纤维薄膜;所述静电纺丝过程控制条件:电压设置为15kv,注射器与收集器之间的距离为15cm,流速设置为1mL/h,左右摇摆距离为10cm,喷涂时间为30min,喷涂载体为铝箔;
(6)抽滤分散液制备:根据所要制备的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料膜层组成结构的不同,抽滤分散液的组成可以为4种,分别是银纳米线-乙醇分散液,MOFs-乙醇分散液,高分子材料-乙醇-银纳米线分散液,银纳米线-MOFs-乙醇分散液;
(7)抽滤涂膜:将所述混合纤维薄膜从所述喷涂载体上剥离,放置在抽滤装置上,将所述抽滤分散液放在抽滤瓶中进行抽滤,抽滤时间为15min,之后放入真空干燥箱中退火,制备得到一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述高分子材料可以为聚乙烯吡咯烷酮PVP、PVB或尼龙。
3.根据权利要求1所述的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述MOFs材料是以功能有机配体为配位单元,以极性基团为连接骨架的有机桥联配体;所述有机桥联配体为多孔MOFs,且对碳氧化物、硫化物、氮氧化物大气污染物分子具有强吸附作用;
4.根据权利要求3所述的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述功能有机配体可以为含氮杂化或多羧酸配体;所述极性基团可以为共轭的苯、联苯、苯乙炔、偶氮苯或多苯胺。
5.根据权利要求1所述的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述MOFs材料可以是MOF-5或ZIF-8。
6.根据权利要求1所述的一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述银纳米线直径为30~100nm,长度为10~100μm,银含量为99.9%以上。
7.一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料,其特征在于,所述新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料是根据权利要求1-6任意一项所述方法制备得到的。
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