[发明专利]多功能纳米纤维空气过滤膜

说明书

多功能纳米纤维空气过滤膜，本发明涉及高分子多孔纳米纤维，为了解决以下的两个问题：有着高过滤效率性能的窗纱却不可避免的低的空气通过率的问题和低的光通过率的问题，本发明提供如下的技术方案：在本发明的一个实施例中，本发明提供一种高分子多孔纳米纤维，制备高分子多孔纳米纤维的聚合物选自偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(PVDF‑HFP)以及聚丙烯腈(PAN)，其中PVDF‑HFP占总含量的质量百分含量为85％‑95％，优选含量为90％。通过改进的制备方法使得制备的纳米纤维具备大量的气孔，在不需要减少纳米纤维的数量前提下，增加透气性和光的透过率，同时还兼顾维持了良好的过滤性能。

技术领域

本发明涉及多功能纳米纤维空气过滤膜，以及制造多功能纳米纤维空气过滤膜的方法，还涉及一种可以用在窗户上的含有既能过滤又具有良好的通透性和透光性的过滤窗纱。

背景技术

由于细颗粒物(PM)对民众健康的潜在威胁，人们对它的关注也在持续增加。在商业大厦内一般都会有一套复杂的过滤系统过滤或者通过中央空调网络过滤，但遗憾的是，普通住宅很少配备有类似的过滤系统。也有采用机械通风设备通过大量的管道来进行新鲜空气的交换，但是这样的设备持续的需要能量才能实现导致难以大规模的采用。当处在室内时，人们必须考虑室内空气的质量以及如何进行空气的交换这些问题，解决这些问题的优选方式是通过窗纱直接进行空气交换和过滤，即室外的空气以自然通风的方式通过窗纱并过滤进入室内(确保进入的空气的质量好)，这种方式既不需要能量，也不需要专门的过滤系统，但是采用这种方式要求窗纱必须同时具有较好的透气性和光的通透性。

传统的防尘窗纱可以有效的过滤细颗粒物(PM)，但是同时也会阻碍空气的流通，造成窗纱内外较大的压差。尽管其中不乏一些传统的防尘窗纱制造者声称可以保持相对的较好空气流通，但是事实上这些窗纱只能过滤大颗粒的灰尘或者昆虫，并不能有效的过滤细颗粒物(PM)。因此，既能有效的过滤细颗粒物(PM)又可以保持良好的空气的流通的窗纱基本没有。

一般来说，有着较高的比表面积的过滤材料过滤效率高，而拥有高孔率的过滤材料往往空气流动性好。由于纳米纤维有着高的比表面积和高孔率，涂覆有纳米纤维的基底层成为了制作空气过滤纱窗相关的优选材料，然而，传统的涂覆有纳米纤维的基底层过滤材料并不能用于制作窗纱，因为其透光率极其的低。透光率低的原因在于其有大量的纳米纤维，其结构如图1所示，这种结构有着较高的过滤效率。在这种结构的基础上，为了加强光的透过率，必须显著的减少纳米纤维的数量，形成如图2所示的结构。然而，当该材料作为窗纱使用，显著的减少纳米纤维的数量毫无疑问的会导致出现两个问题：1.急剧的降低过滤效率；2.急剧的降低污染物的捕获率。

发明内容

为了解决以下的两个问题：1.当前有着高过滤效率性能的窗纱却不可避免的低的空气通过率的问题；2.当前有着高过滤效率性能的窗纱却不可避免的低的光通过率的问题，本发明提供如下的技术方案：

在本发明的一个实施例中，本发明提供一种多功能纳米纤维空气过滤膜，制备多功能纳米纤维空气过滤膜的聚合物选自偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)以及聚丙烯腈(PAN)，其中PVDF-HFP占总含量的质量百分含量为85％-95％，优选含量为90％。

在本发明的一个实施例中，本发明提供一种多功能纳米纤维空气过滤膜的制备方法，其方法是将两种聚合物的微球/粉末溶解有机溶剂中，具体的操作步骤为：

步骤(1)：混合PVDF-HFP及PAN在有机溶剂中，并加入可增强导电性的表面活性剂，混合时间为8-12小时，优选混合时间为10小时，混合温度为20-30℃，优选混合温度为25℃。

所述的表面活性剂可以是氯化苄三乙胺(BTEAC),氯化苄三乙胺(BTEAC)是一种增强导电性的表面活性剂，用于增加聚合物溶液的导电性和聚合物溶液的电可纺性。所述的表面活性剂还可以是四乙基溴化铵(tetraethylammonium bromide)和/或苯扎氯铵(benzalkonium chloride)等。