CN111359452B - 一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及应用 - Google Patents

一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及膜材料领域，具体涉及一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及应用。本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：分别配制静电纺丝液和静电喷雾溶液；同时进行静电纺丝和静电喷雾，将静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒收集在同一接收器上，得复合纤维膜；将复合纤维膜干燥，对干燥后的复合纤维膜进行热处理。本发明将静电纺丝和静电喷雾技术同时进行，静电喷雾所得颗粒经热处理后成为固定纳米纤维的结点以限制纳米纤维的活动，提高纤维膜的整体性以及机械强度，耐风压能力随之增强，拓宽了静电纺丝所得纤维膜的应用范围。

Description

一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及 应用
技术领域
本发明涉及膜材料领域，具体涉及一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及应用。
背景技术
静电纺丝是一种高效简便制作纳米纤维的方法，在电场力的作用下，喷丝头处液滴克服表面张力的作用进行高速拉伸，溶剂快速挥发后纳米纤维落在接收端即可完成收集。通过调节纺丝过程中的溶液浓度、电压、接收距离等因素即可调节纤维的形貌尺寸等，获得由均匀一致的纤维组成的纳米纤维膜。但静电纺丝纤维大多是无序堆叠的，在拉伸过程中纤维间的滑移作用非常明显，导致静电纺丝所得纤维膜具有较差的机械强度，影响了纤维膜的稳定性，耐久性以及可回收性等，制约了纤维膜的应用范围。
静电喷雾是一种快速高效制备聚合物微球的方法，在电场力作用下，喷头处的液滴形成射流并在运动过程中产生爆裂，溶剂挥发后即可在收集端获得球形颗粒。
水滑石是一类阴离子型层状双金属氢氧化物，层板由正二价及正三价金属粒子组成，使其构成不同金属组成的水滑石，层间由阴离子进行电荷平衡。由于其独特的结构和物理化学性质，被广泛应用在酸碱催化、吸附、紫外吸收阻隔、红外吸收、阻燃以及杀菌等领域。但由于水滑石是粉体材料，在使用过程中容易出现流失，难以回收以及重复利用的问题，因此如何将水滑石固载以及成膜有着显著的研究价值。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
发明目的
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜、其制备方法及应用。本发明将静电纺丝和静电喷雾技术同时进行，静电喷雾所得颗粒经热处理后成为固定纳米纤维的结点以限制纳米纤维的活动，提高纤维膜的整体性以及机械强度，耐风压能力随之增强，拓宽了静电纺丝所得纤维膜的应用范围。
解决方案
为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种复合纤维膜的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：
分别配制静电纺丝液和静电喷雾溶液；同时进行静电纺丝和静电喷雾，将静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒收集在同一接收器上，得复合纤维膜；将复合纤维膜干燥，对干燥后的复合纤维膜进行热处理。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电纺丝液中包括水滑石。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电纺丝时纺丝溶液流量为0.5-1.5mL/h。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电喷雾时喷雾溶液流量为0.5-1.5mL/h。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，热处理使静电喷雾颗粒熔融；可选地，热处理的温度为60-80℃，时间为20-60min；进一步可选地，对复合纤维膜进行热处理的步骤包括：在加热板上平整放置复合纤维膜，在复合纤维膜上覆盖一层均匀隔热板，再在隔热板上放置1kg重物，设定加热板温度为60-80℃，加热时间为20-60min；更进一步可选地，设定加热板温度为65-70℃，加热时间为40min。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电纺丝和静电喷雾同时进行的时间长短不受限制，可以从几分钟到数小时。时间越长，得到的复合纤维膜越厚，机械强度越大，可根据实际需求确定纺制时间。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电纺丝液中还包括第一高分子聚合物；可选地，所述第一高分子聚合物包括聚丙烯腈，聚偏氟乙烯，醋酸纤维素，聚酰亚胺，聚氨酯，聚氯乙烯或尼龙-6中的一种或多种；进一步可选地，所述第一高分子聚合物包括聚丙烯腈或聚偏氟乙烯。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电纺丝液还包括第一溶剂；可选地，所述第一溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，丙酮，二氯甲烷，三氯甲烷，甲酸，乙醇或水中的一种或多种；进一步可选地，当第一高分子聚合物为聚丙烯腈时，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；当第一高分子聚合物为聚偏氟乙烯时，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丙酮。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电纺丝溶液中，所述第一高分子聚合物的质量百分比为2wt％-30wt％；可选地，当第一高分子聚合物为聚丙烯腈，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时，第一高分子聚合物的质量百分比为5wt％-30wt％；可选地，当第一高分子聚合物为聚偏氟乙烯，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丙酮，第一高分子聚合物的质量百分比为10wt％-30wt％。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，水滑石和第一高分子聚合物的质量比为0.1-0.5：1；可选地为0.2-0.4：1。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电喷雾溶液中包括第二高分子聚合物。第二高分子聚合物需具有热塑性，即加热后能够熔融。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述第一高分子聚合物的熔点大于所述第二高分子聚合物。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述第二高分子聚合物包括聚己内酯，聚偏氟乙烯或聚乳酸中的一种或多种；可选地，所述第二高分子聚合物包括聚己内酯。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电喷雾溶液中还包括第二溶剂；可选地，所述第二溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，二氯甲烷或三氯甲烷中的一种或多种；进一步可选地，当第二高分子聚合物为聚己内酯时，第二溶剂为三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述静电喷雾溶液中，第二高分子聚合物的质量百分比为2wt％-20wt％；可选地，当第二高分子聚合物为聚己内酯，第二溶剂为三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺时，第二高分子聚合物的质量百分比为3wt％-6wt％。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述水滑石的主体层板中的二价金属离子M2+选自Mg2+，Zn2+，Co2+，Ni2+，Ca2+，Cu2+，三价金属离子M3+选自Al3+，Fe3+，Co3+，Cr3+；可选地，所述水滑石包括镁铝水滑石或镍铝水滑石。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述水滑石通过水热法制得。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电纺丝的参数设置为：电场电压为10-20kV，针头与滚筒接收器之间的距离为10-20cm；可选地，设置为：电场电压为15-20kV，针头与滚筒接收器之间的距离为12-18cm。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，静电喷雾的参数设置为：电场电压为15-25kV，针头与滚筒接收器之间的距离为10-20cm；可选地，设置为：18-23kV，针头与滚筒接收器之间的距离为12-18cm。
上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述干燥的温度为40-50℃，时间为6-10h；可选地，干燥的温度为40℃，时间为8h。
本发明实施例还提供了上述制备方法制得的复合纤维膜。
本发明实施例还提供了上述制备方法、上述复合纤维膜在制备空气净化膜中的应用。
上述应用在一种可能的实现方式中，静电纺丝和静电喷雾同时进行的时间为1min-90min；可选地为5min-40min；进一步可选地为35-50min。在此时间范围内获得的复合纤维膜，可兼顾其机械强度和透气性，用作空气净化膜时，效果更好。
有益效果
(1)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，静电纺丝和静电喷雾同时进行，静电喷雾颗粒均匀分散在纺丝纤维内部，经热处理后，静电喷雾颗粒熔融，在纺丝纤维内部各处均可形成连结纺丝纤维的节点，限制纺丝纤维的滑移，从而提高复合膜的整体性和机械强度，耐风压能力随之增强。
(2)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，在静电纺丝溶液中加入了水滑石，水滑石分散在静电纺丝纺丝液中直接纺制成纤维膜，可均匀固载水滑石。水滑石作为驻极体，可提高纤维膜的静电吸附效果，从而提高对空气中PM2.5等颗粒物的净化效果。
(3)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，对静电纺丝的速度和静电喷雾的速度进行了进一步选择，进一步提高了复合膜的机械性能。
(4)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，对复合膜的热处理步骤进行了选择，使静电喷雾颗粒可充分熔融形成结点，进一步提高复合膜的机械性能。
(5)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，负载的水滑石采用水热法制得即可，制备方法简单。水滑石的负载量不能过大，负载量过大时复合膜的机械性能会降低。
(6)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法，对静电纺丝溶液和静电喷雾溶液的浓度、高分子聚合物的种类及其溶剂等均进行了选择，同时使用本发明提供的静电纺丝溶液和静电喷雾溶液，制得的负载水滑石的复合膜，其机械性能、过滤效果等进一步提高。
(7)本发明实施例提供的复合纤维膜的制备方法、复合纤维膜用于空气净化膜时，对PM2.5的过滤效率极高；同时因其机械强度大，耐风压能力强，可在高压高风速环境下用于空气净化。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
图1是本发明实施例1中静电纺丝溶液经静电纺丝后得到的聚丙烯腈静电纺丝纤维膜(图中以MgAl-LDH@PAN表示)、静电喷雾溶液经静电喷雾后得到的聚己内酯喷雾颗粒(图中以PCL表示)、负载镁铝水滑石的复合纤维膜(图中以MgAl-LDH@PAN-PCL表示)热处理前及热处理后的XRD(X射线衍射)图见图1。
图2是本发明实施例1中负载镁铝水滑石的复合纤维膜热处理前的SEM(扫描电子显微镜)图。
图3是本发明实施例1中负载镁铝水滑石的复合纤维膜热处理后的SEM图。
图4是本发明试验例中实施例1制备得到的负载镁铝水滑石的复合纤维膜在不同热处理时间时的拉伸性能。
图5是本发明试验例中实施例1制备得到的负载镁铝水滑石的复合纤维膜在不同静电喷雾速度时的拉伸性能。
图6是本发明试验例中实施例1制备得到的负载镁铝水滑石的复合纤维膜在不同静电喷雾速度时的耐风压能力。
图7是本发明试验例中所用的耐风压能力测试装置示意图。
图8是本发明试验例中所用的PM2.5过滤效率测试装置示意图。
图9是本发明试验例中PAN-PCL膜和负载镁铝水滑石的复合纤维膜的PM2.5过滤效率测试结果。
图10是本发明试验例中实施例1制备得到的负载镁铝水滑石的复合膜的PM2.5过滤效率测试结果。
图11是本发明试验例中静电喷雾溶液不同浓度时获得的静电喷雾颗粒的SEM图。
图12是本发明试验例中静电纺丝溶液不同浓度时获得的静电纺丝纤维的SEM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，下面将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。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
下述实施例中所用原料均为市售商品，其中，
镁铝水滑石通过下述步骤制备得到：
称取2.0513g Mg(NO3)2·6H2O，1.5005g Al(NO3)3·9H2O和3.3634g CO(NH2)2溶解在80mL去离子水中，溶解完成后转移到100mL聚四氟乙烯水热反应釜中，将反应釜套上外壳后转移到烘箱中120℃反应12h，待反应结束反应釜随烘箱冷却至室温后取出，离心后使用去离子水超声清洗3次，用乙醇超声清洗1次；然后在烘箱中60℃干燥。
镍铝水滑石的制备方法同上，差别仅在于使用2.3264g Ni(NO3)2·6H2O代替Mg(NO3)2·6H2O。
聚丙烯腈(PAN)购自J&KChemical，MW＝150000；
聚偏氟乙烯(PVDF)购自Sigma-Aldrich，MW＝534000；
聚己内酯(PCL)购自J&KChemical，MW＝10000；
尼龙-6，CAS号25038-54-4；
聚乳酸，CAS号26100-51-6；
硝酸镁、硝酸铝、尿素均购自西陇化工股份有限公司，均为分析纯。
实施例1
一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜的制备方法，包括下述步骤：
(1)量取10mL N,N-二甲基甲酰胺，向其中加入0.3g镁铝水滑石后对其进行超声分散，而后向溶液中加入1g聚丙烯腈，搅拌使聚丙烯腈充分溶解完全得到静电纺丝溶液；
(2)量取9mL三氯甲烷以及1mL N,N-二甲基甲酰胺，向其中加入0.60g聚己内酯，搅拌使其完全溶解得到静电喷雾溶液。
(3)将静电纺丝溶液转移到注射器中，设置纺丝针头在滚筒接收器一侧，设置纺丝针头与滚筒接收器之间的电场电压为17kV，距离为18cm，设置纺丝流量为1mL/h；
将静电喷雾溶液转移到注射器中，设置喷雾针头在滚筒接收器顶部，设置喷雾针头与滚筒接收器之间的电场电压为20kV，距离为18cm，设置喷雾流量为1.5mL/h；
静电纺丝和静电喷雾同时进行5h，静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒同时收集在滚筒接收器上，得复合纤维膜；
将所得复合纤维膜在40℃真空烘箱中干燥8h。
(4)将所得复合纤维膜放置在加热台上，并保持纤维膜平整，在纤维膜之上覆盖一层均匀隔热板，隔热板上放置1kg重物，设定加热板温度保持在68℃，加热40min。
实施例2
一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜的制备方法，包括下述步骤：
(1)量取7mL N,N-二甲基甲酰胺和3mL丙酮，向其中加入0.3g镍铝水滑石后对其进行超声分散，而后向溶液中加入1.5g聚偏氟乙烯，搅拌使聚偏氟乙烯充分溶解完全得到静电纺丝溶液；
(2)量取9mL三氯甲烷以及1mL N,N-二甲基甲酰胺，向其中加入0.60g聚己内酯，搅拌使其完全溶解得到静电喷雾溶液。
(3)将纺丝溶液转移到注射器中，设置纺丝针头在滚筒接收器一侧，设置纺丝针头与滚筒接收器之间的电场电压为17kV，距离为18cm，设置纺丝流量为1mL/h；
将喷雾溶液转移到注射器中，设置喷雾针头在滚筒接收器顶部，设置喷雾针头与滚筒接收器之间的电场电压为20kV，距离为18cm，设置喷雾流量为1.5mL/h；
静电纺丝和静电喷雾同时进行5h，静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒同时收集在滚筒接收器上，得复合纤维膜；
将所得复合纤维膜在40℃真空烘箱中干燥8h。
(4)将所得复合纤维膜放置在加热台上，并保持纤维膜平整，在纤维膜之上覆盖一层均匀隔热板，隔热板上放置1kg重物，设定加热板温度保持在68℃，加热40min。
实施例3
一种结构增强的固载水滑石的复合纤维膜的制备方法，包括下述步骤：
(1)量取10mL甲酸，向其中加入0.5g镁铝水滑石后对其进行超声分散，而后向溶液中加入1g尼龙-6，搅拌使尼龙-6充分溶解完全得到静电纺丝溶液；
(2)量取10mL三氯甲烷，向其中加入0.6g聚乳酸，搅拌使其完全溶解得到静电喷雾溶液。
(3)将静电纺丝溶液转移到注射器中，设置纺丝针头在滚筒接收器一侧，设置纺丝针头与滚筒接收器之间的电场电压为17kV，距离为18cm，设置纺丝流量为1mL/h；
将静电喷雾溶液转移到注射器中，设置喷雾针头在滚筒接收器顶部，设置喷雾针头与滚筒接收器之间的电场电压为20kV，距离为18cm，设置喷雾流量为1.5mL/h；
静电纺丝和静电喷雾同时进行3h，静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒同时收集在滚筒接收器上，得复合纤维膜；
将所得复合纤维膜在50℃真空烘箱中干燥3h。
(4)将所得复合纤维膜放置在加热台上，并保持纤维膜平整，在纤维膜之上覆盖一层均匀隔热板，隔热板上放置1kg重物，设定加热板温度保持在160℃，加热40min。
试验例
1.负载水滑石的复合膜的微观表征
(1)去掉静电喷雾步骤，按照实施例1所述方法制备负载镁铝水滑石的PAN膜(用MgAl-LDH@PAN表示)；
(2)上述负载镁铝水滑石的PAN膜，静电喷雾溶液经静电喷雾后得到的聚己内酯喷雾颗粒(以PCL表示)，实施例1制备的负载镁铝水滑石的复合膜(以MgAl-LDH@PAN-PCL表示)热处理前及热处理后的XRD图见图1。
实施例1制备的负载镁铝水滑石的复合膜热处理前和热处理后的SEM图分别见图2和图3。由图2可以看出，静电喷雾颗粒均匀分布在静电纺丝纤维之间，静电喷雾颗粒大小较为均匀。由图3可以看出，热处理后，静电喷雾颗粒充分熔融，形成交联结点，固定静电纺丝纤维防止其滑移。
2.考察不同热处理时间对负载水滑石的复合膜的影响：
测试实施例1制备得到的负载镁铝水滑石的复合膜在不同热处理时间时的拉伸性能，结果见图4。由图4可知，随着热处理时间的增加，负载镁铝水滑石的复合膜的机械强度增加，说明静电喷雾颗粒熔融后形成了结点，提高了复合膜的机械强度；随着热处理时间的进一步增加，静电喷雾颗粒充分熔融，复合膜的机械强度逐渐稳定。
其中，机械性能使用INSTRON公司的5567型万能材料试验机进行测试：将复合膜裁剪为宽度为5mm，长度为3cm的长条试样，夹持距离为2cm，拉伸速率为2mm/s。
3.考察不同静电喷雾速度对负载水滑石的复合膜的影响：
测试实施例1中在不同静电喷雾速度下，制得的负载镁铝水滑石的复合膜的拉伸性能和耐风压能力，结果分别见图5和图6。其中，图5和图6中的PAN-1表示单纯纺丝速度1mL/h，不进行静电喷雾所得到的纤维膜；PAN-1/PCL-0.5表示纺丝喷雾同时进行，纺丝速度为1mL/h，喷雾速度为0.5mL/h；PAN-1/PCL-1表示纺丝喷雾同时进行，纺丝速度为1mL/h，喷雾速度为1mL/h；PAN-1/PCL-1.5表示纺丝喷雾同时进行，纺丝速度为1mL/h，喷雾速度为1.5mL/h。
由图5可知，在静电纺丝纤维中引入静电喷雾颗粒后，复合膜的机械强度显著增强；且随着静电喷雾速度的提高，静电纺丝纤维中分布的静电喷雾颗粒增多，负载镁铝水滑石的复合膜的机械强度增加。但是，静电喷雾速度过高时，静电喷雾颗粒过多，易堵塞静电纺丝纤维孔道，会影响复合膜的过滤性能；同时，静电喷雾速度过高时，易造成射流，不利于产品制备。
由图6可知，在静电纺丝纤维中引入静电喷雾颗粒后，复合膜破损时膜两侧的压差显著增加，即耐风压能力显著增强。且随着静电喷雾速度的提高，静电纺丝纤维中分布的静电喷雾颗粒增多，负载镁铝水滑石的复合膜的耐风压能力增强。这表明本发明的结构增强的复合纤维膜能够应用到高压高风速环境下的空气净化中。
其中，机械性能使用INSTRON公司的5567型万能材料试验机进行测试：将复合膜裁剪为宽度为5mm，长度为3cm的长条试样，夹持距离为2cm，拉伸速率为2mm/s。
耐风压能力测试装置如图7所示：将复合膜夹在两个相连管道之间；在复合膜一侧通过真空泵鼓风，逐渐增大风速；通过压力计测试复合膜破损时复合膜两侧的压差。破损时压差越大，代表复合膜的耐风压能力越强。
4.测试负载水滑石的复合膜的PM2.5过滤效果
所用的PM2.5过滤装置见图8：将复合膜夹在两个相连管道之间；在复合膜一侧通入PM2.5(浓度为500μg/m3受污染空气)，测量复合膜另一侧的PM2.5浓度；根据复合膜两侧传感器的示数分别记录两侧PM2.5的浓度，计算过滤效率。气体流速为0.2m/s，发烟源为香烟。
测试结果见图9。图9表示在不同静电纺丝时间(5min和10min和)下，制得的PAN-PCL膜(制备方法同实施例1，区别在于不加水滑石以及静电纺丝时间相应调整，图9中以PAN-PCL表示)和根据实施例1的方法制得的负载镁铝水滑石的复合膜(即静电纺丝分别调整为5min和10min，图9中以MgAl-LDH@PAN-PCL表示)对PM2.5的过滤效率。由图9可知，与PAN-PCL膜相比，负载了镁铝水滑石的复合膜过滤PM2.5的效率显著提升。
图10表示静电纺丝时间为40min时根据实施例1的方法制得的负载镁铝水滑石的复合膜(即静电纺丝时间调整为40min，图10中以MgAl-LDH@PAN-PCL表示)对PM2.5的过滤效率；由图10可知，该负载镁铝水滑石的复合膜对PM2.5的过滤效率大于99％，过滤效果优异，可用于制备空气净化膜。
5.考察不同静电喷雾浓度的影响：
分别配制不同浓度的静电喷雾溶液：在9mL三氯甲烷及1mL N,N-二甲基甲酰胺中分别加入0.30g PCL(在静电喷雾溶液中的终浓度为2wt％)、0.60g PCL(在静电喷雾溶液中的终浓度为4wt％)、0.92g PCL(在静电喷雾溶液中的终浓度为6wt％)、1.26g PCL(在静电喷雾溶液中的终浓度为8wt％)；制得的静电喷雾溶液参照实施例1的静电喷雾参数进行静电喷雾，获得的静电喷雾颗粒的SEM图见图11。图11中的a、b、c、d分别为PCL终浓度为2wt％、4wt％、6wt％、8wt％时的静电喷雾颗粒。由图11可知，PCL浓度过低时，颗粒球体出现很多凹陷，球体直径也较小；而浓度过高时，出现较多丝线，甚至出现纺锤结构，浓度继续升高时将形成纤维。
6.考察不同静电纺丝浓度的影响：
分别配制不同浓度的静电纺丝溶液：在7mL N,N-二甲基甲酰胺及3mL丙酮中分别加入0.3734g PVDF(在静电纺丝溶液中的终浓度为4wt％)、0.7793g PCL(在静电纺丝溶液中的终浓度为8wt％)、0.9957g PCL(在静电纺丝溶液中的终浓度为10wt％)、1.2220g PCL(在静电纺丝溶液中的终浓度为12wt％)；制得的静电纺丝溶液参照实施例1的静电纺丝参数进行静电纺丝，获得的静电纺丝纤维的SEM图见图12。图12中的a、b、c、d分别为PVDF终浓度为4wt％、8wt％、10wt％、12wt％时的静电纺丝纤维。由图12可知，PVDF浓度过低时，会形成颗粒；随着浓度的升高，纤维的直径越来越大，机械强度也相应增加，但纤维直径过大时，会影响纤维的过滤效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种复合纤维膜的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：
分别配制静电纺丝液和静电喷雾溶液；同时进行静电纺丝和静电喷雾，将静电纺丝得到的静电纺丝纤维和静电喷雾得到的静电喷雾颗粒收集在同一接收器上，得复合纤维膜；将复合纤维膜干燥，对干燥后的复合纤维膜进行热处理;
其中，所述静电纺丝液中由水滑石、第一高分子聚合物和第一溶剂组成；水滑石和第一高分子聚合物的质量比为0.2-0.4：1，所述第一高分子聚合物为聚丙烯腈或聚偏氟乙烯；所述静电纺丝液中，当第一高分子聚合物为聚丙烯腈，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时，第一高分子聚合物的质量百分比为5wt%-30wt%；当第一高分子聚合物为聚偏氟乙烯，第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丙酮，所述第一高分子聚合物的质量百分比为10wt%-30wt%；
所述静电喷雾溶液中由第二高分子聚合物和第二溶剂组成，第一高分子聚合物的熔点大于所述第二高分子聚合物；所述静电喷雾溶液中，第二高分子聚合物为聚己内酯，第二溶剂为三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺，第二高分子聚合物的质量百分比为3wt%-6wt%；
静电纺丝时纺丝溶液流量为1mL/h；
静电喷雾时喷雾溶液流量为1.5 mL/h；
热处理使静电喷雾颗粒熔融。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：热处理的温度为60 - 80 ℃，时间为20 - 60 min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水滑石的主体层板中的二价金属离子M2+选自Mg2+，Zn2+，Co2+，Ni2+，Ca2+或Cu2+，三价金属离子M3+选自Al3+，Fe3+，Co3+或Cr3+；
和/或，所述水滑石通过水热法制得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述水滑石包括镁铝水滑石或镍铝水滑石。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：静电纺丝的参数设置为：电场电压为10 - 20 kV，针头与滚筒接收器之间的距离为10 - 20 cm；
和/或，静电喷雾的参数设置为：电场电压为15 - 25kV，针头与滚筒接收器之间的距离为10 - 20 cm；
和/或，所述干燥的温度为40 - 50 ℃，时间为6 - 10 h。
6.权利要求1所述的制备方法制得的复合纤维膜。
7.权利要求1所述的制备方法或权利要求6所述的复合纤维膜在制备空气净化膜中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：静电纺丝和静电喷雾同时进行的时间为1min-90min。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：静电纺丝和静电喷雾同时进行的时间为5min-40min。
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