[发明专利]一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)纺丝液配制：将一定量的光催化剂均匀分散在溶剂中形成分散液，超声处理后加入高聚物形成稳定均一的静电纺丝溶液；所述高聚物为尼龙6、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚砜中的一种，或者是以上聚合物中任意两种或三种聚合物的混合物，所述静电纺丝溶液的质量浓度分别为：

聚合物为尼龙6，聚合物溶液的质量浓度为4-10％；

聚合物为聚氨酯，聚合物溶液的质量浓度为6-18％；

聚合物为聚偏氟乙烯，聚合物溶液的质量浓度为18-25％；

聚合物为聚对苯二甲酸丁二酯，聚合物溶液的质量浓度为19-25％；

聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯，聚合物溶液的质量浓度为20-25％；

聚合物为聚芳酯，聚合物溶液的质量浓度为20-25％；

聚合物为聚醋酸乙烯，聚合物溶液的质量浓度为8-12％；

聚合物为聚乙烯醇，聚合物溶液的质量浓度为6-13％；

聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯，聚合物溶液的质量浓度为3-9％；

聚合物为聚苯胺，聚合物溶液的质量浓度为10-18％；

聚合物为聚氧化乙烯，聚合物溶液的质量浓度为11-18％；

聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚合物溶液的质量浓度为6-14％；

聚合物为聚丙烯腈，聚合物溶液的质量浓度为15-22％；

聚合物为聚己内酯，聚合物溶液的质量浓度为16-19％；

聚合物为聚乙二醇，聚合物溶液的质量浓度为5-14％；

聚合物为聚乙烯醇缩丁醛，聚合物溶液的质量浓度为20-25％；

聚合物为聚砜，聚合物溶液的质量浓度为15-25％；

光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉中的一种，粒径为10～80nm，光催化剂浓度为0.5～5wt％；

2)静电纺丝：设置静电纺丝参数，利用静电纺丝用组合式针头实现纺丝聚合物溶液在实心金属丝尖端进行拉伸出丝，静电纺丝的参数设置为：电压5～80kV，接收距离10～80cm，灌注速度0.075～10mL/h，温度17～32℃，相对湿度18～80％；

3)采用回收溶剂蒸汽以一定释放速率对复合纳米纤维过滤材料表面进行微溶处理，将溶剂废气有效回收再利用，将附着在纳米纤维表面的光催化剂部分暴露出来，即得最终具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料。

2.根据权利要求1所述的一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺，丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮中的一种，或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述超声处理是利用超声波分散仪恒温超声20～120min，超声频率20～40kHz，超声温度20～80℃，功率200W。

4.根据权利要求1所述的一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝用组合式针头由空心不锈钢针头和带放电尖端的不锈钢针头底座组成。

5.根据权利要求1所述的一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：

利用溶剂蒸汽回收装置释放已回收的溶剂蒸汽，对复合纳米纤维过滤材料表面进行微溶处理，将附着在纳米纤维表面的光催化剂部分暴露出来，释放速度为0.5～10L/min。

6.一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料，其特征在于，通过权利要求1所述的制备方法制备得到，由支撑层及附着在支撑层表面的纳米纤维过滤层组成，纳米纤维层均匀填充有光催化剂，对粒径为0.25μm～10μm的颗粒的过滤效率为85～99.999％，阻力压降为5～80Pa，有机气体的去除率≥95％。