[发明专利]一种静电除尘纱窗及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种静电除尘纱窗及其制备方法和应用，具体是利用摩擦生电的原理制备基于聚丙烯腈和聚偏氟乙烯的柔性摩擦纳米发电机，并植入纱窗后通过采集纱窗动能转换为高静电压，实现纱窗静电除尘。本发明充分利用纱窗震动驱使柔性摩擦纳米发电机摩擦发电的特性，使纱窗感应高静电压并用于吸附空气中的颗粒物，达到静电除尘的目的。本发明通过静电纺丝制备聚丙烯腈和聚偏氟乙烯摩擦层，提高了有效接触面积和感应电荷密度，同时具有制备方法简单、成本低廉等特点，是一种制备静电除尘纱窗的有效途径。

技术领域

本发明属于新材料技术以及环保技术领域，具体涉及一种静电除尘纱窗及其制备方法和应用。

背景技术

静电除尘是气体除尘方法的一种，主要是利用高压静电场吸附的原理去除空气中的颗粒物，如灰尘、煤烟、花粉等，同时还可以有效吸附空气中的气态污染物及过滤空气中的致病微生物等。通常地，含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。目前，静电除尘通常采用40kV以上的直流高压电场，虽然除尘效率高，但也存在耗能大、容易产生臭氧等弊端，尤其在室内除尘应用中具有高危险性。因此，开发一种节能、环保、安全性能高的室内除尘技术具有重要的应用价值和现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的提供了一种静电除尘纱窗及其制备方法和应用，静电除尘纱窗成本低、制备方法简单、通过采集纱窗震动能产生高静电场，可以实现高效室内除尘。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种静电除尘纱窗的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)、将聚丙烯腈粉末溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，经60-100℃加热搅拌4-6h制备聚丙烯腈溶液；

(2)、将二氧化钛纳米粉体分散在步骤(1)中所述聚丙烯腈溶液中，经超声分散30min制备聚丙烯腈/二氧化钛前驱体溶液；

(3)、采用静电纺丝技术将步骤(2)中所述聚丙烯腈/二氧化钛前驱体溶液纺在铝箔上制备聚丙烯腈/二氧化钛纤维薄膜；

(4)、将聚偏氟乙烯溶解于二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶液中，经60-100℃加热搅拌1-2h制备聚偏氟乙烯前驱体溶液；

(5)、采用静电纺丝技术将步骤(4)中所述聚偏氟乙烯前驱体溶液纺在铝箔上制备聚偏氟乙烯纤维薄膜；

(6)、将步骤(3)中所述聚丙烯腈/二氧化钛纤维薄膜和步骤(5)中所述聚偏氟乙烯纤维薄膜分别裁剪成尺寸相同的长方形薄膜，并将两个所述长方形薄膜的背面分别固定在纱窗窗框的表面，使所述长方形薄膜相对，制得静电除尘纱窗。

进一步的，所述步骤(1)中聚丙烯腈的质量浓度为8%~12%。

进一步的，所述步骤(2)中二氧化钛的质量浓度为0.2%~1.5%。

进一步的，所述步骤(3)中静电纺丝技术采用的电压为10~15kV，喷头到铝箔的距离为100~150毫米，滚轴转速为80~100转/分钟，针头喷射速度为0.08~0.12毫米/分钟。

进一步的，所述步骤(4)中聚偏氟乙烯的质量浓度为14%~20%。

进一步的，所述步骤(5)中静电纺丝技术采用的电压为7~8kV，喷头到铝箔的距离为100~150毫米，滚轴转速为80~100转/分钟，针头喷射速度为0.15~0.25毫米/分钟。

进一步的，所述步骤(6)中长方形薄膜分别平行布置在所述纱窗窗框内缘相对的两边，并且所述长方形薄膜表面相对。

本发明还提供了所述制备方法制得的静电除尘纱窗。