[发明专利]一种功能化纳米纤维过滤材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种功能化纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，

该功能化纳米纤维空气过滤材料由纳米纤维膜和基底组成，所述纳米纤维膜由聚合物纳米纤维和分散在聚合物纳米纤维中的C₃N₄纳米片组成；所述纳米纤维膜的纤维直径为100~900 nm，克重为0.01~5 g/m²，孔隙率≥80%；

所述功能化纳米纤维空气过滤材料由如下方法制备：

（1）配制聚合物纺丝液：将C₃N₄纳米片加入到溶剂中，超声震荡直至分散均匀，再加入聚合物，磁力搅拌直至溶解均匀，得到含C₃N₄纳米片的聚合物纺丝液；

（2）静电纺丝：将步骤（1）所得聚合物纺丝液通过静电纺丝技术制备于基底上，得到功能化纳米纤维过滤材料；

步骤（1）所述聚合物纺丝液中C₃N₄纳米片的含量为0.01~20 wt.%；

步骤（1）所述聚合物纺丝液中聚合物的含量为5~25 wt.% 。

2.根据权利要求1所述的功能化纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，步骤（1）所述溶剂为甲酸、N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氟乙酸、二氯甲烷、水和丙酮中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的功能化纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，步骤（1）所述聚合物为聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇和聚乳酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的功能化纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，步骤（1）所述聚合物和溶剂分别对应如下：

聚酰胺：甲酸溶剂；

聚碳酸酯：质量比为1:1的N-N二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂；

聚对苯二甲酸乙二醇酯：体积比为4:1的三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂；

聚对苯二甲酸丁二醇酯：体积比为3:2的三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂；

聚氨酯：质量比为7:3的N-N二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂；

聚氯乙烯：质量比为1:1的N-N二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂；

聚苯乙烯： N-N二甲基甲酰胺溶剂；

聚丙烯腈：N-N二甲基甲酰胺溶剂；

聚乙烯醇：水溶剂；

聚乳酸：质量比为4:1的N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂。

5.根据权利要求1所述的功能化纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，步骤（2）所述静电纺丝的工艺条件为：电压10~30 kV，接收距离5~30 cm，注射速度1~5 mL/h，温度0~35℃，相对湿度0~70%。