高效空气过滤材料的特性及检测方法研究进展
纳米技术在空气过滤纤维中的应用与研究
纳米技术在空气过滤材料中的应用与研究【摘要】：空气过滤材料是利用过滤介质将空气中一定体积的固体物质截留，或者和空气中的杂质发生吸附反应作用，而空气通过介质被净化。
在空气过滤材料中运用纳米技术可以有效的提高材料的复合型和功能性。
目前纳米技术主要的应用现状集中在纳米纤维和纳米微粒这两个方面，本文主要介绍了这两方面的应用与研究。
其中纳米纤维的比表面积大．其所构成的纤维毡孔隙率高，且内部孔隙连通性好，容易与纳米级粒子结合，非常适合用作过滤分离材料；而当一维纳米颗粒大小达到纳米级(0.1nm~l00nm)时，其各种性质(如机械强度、磁、光、声、热等)都将发生变化，并具有辐射、吸收、吸附等许多新性能，可以有效的提高过滤作用的效率。
【关键词】：纳米技术纳米纤维纳米颗粒空气过滤Abstract:Materials for air filtration is the use of filter media is in the air of a certain volume of solids retention, or impurity adsorption reaction occurs and the air, and air is purified through media. Application of nanotechnology in materials for air filtration can improve compound and functional materials. Present application status of nano-technology is mainly concentrated in the nanofibers and nano-particles, these two things, this paper mainly introduces the application and research of these two areas. Of which Nano-fiber’s surface area is larger than others.Its by constitute of fiber felt pore rate high, and internal pore connected sexual good, easy and nano-level particle combination, very for as filter separation material; and When a dimension nano- particles size reached nano-level (0.1nm~l00nm) , its various nature (as machinery strength, and magnetic, and light, and sound, and hot,) are will occurred changes, and has radiation, and absorption, and adsorption,and many other new performance, It can effectively improve efficiency of filtering role .Keywords: Nanotechnology Nano-fiber nano-particles air filter一、纳米技术1 纳米技术的发展及特征1.1 纳米材料的发展lnm等于十亿分之一米。
空中取样用几种过滤材料阻力特性及过滤效率的测定
第31卷第6期原子能科学技术V o l.31,N o.6 1997年11月A tom ic Energy Science and T echno logy N ov.1997空中取样用几种过滤材料阻力特性及过滤效率的测定杨吉纯 李伟亮 陈敦厚 杨裕生 唐俊儒(西北核技术研究所,西安,710024)介绍了空中取样用的滤布1号、丝棉1号和丝棉2号等3种常用滤料,用风洞测定了它们的阻力特性,用火箭采集样品和用放射性气溶胶法测定了它们的过滤效率。
关键词 滤料 过滤阻力 过滤效率 核爆炸烟云 粒子样品放射化学分析是核试验中诊断核武器性能的可靠的、必不可少的主要方法。
放化分析离不开核爆炸样品,因此取样也是核试验中必不可少的重点项目。
对大气层核试验,从核爆炸生成的蘑菇云中收集粒子样品(取样)不仅必不可少,而且也必须保证成功。
核爆炸烟云取样一般用飞机和火箭携带装有滤料的取样器在爆后一定时间内完成。
放化分析需要取得足够分析用的、能够代表烟云总体的样品。
通过增加取样器的体积流量、取样时间以及选择过滤效率高的滤料可以取得足够量的样品。
要取得有代表性的样品,则要求在整个取样过程中,取样器的流量系数Υ(实际体积流量与最大体积流量之比)始终等于1,也就是进行等动力学取样。
要使取样器的流量系数等于1,必须使其具有良好的空气动力性能和选择阻力较低的滤料。
但是,阻力低的滤料往往其过滤效率也低,需要全面权衡后做出选择。
滤料的阻力和过滤效率是必须进行测定的2个主要性能参数。
常用的滤料是滤布1号和丝棉。
滤布1号是用过氯乙烯超细纤维制成的,过滤效率很高,可达到100%,阻力大,耐温和强度性能稍差。
丝棉是特制的,又经过特殊处理,不但具有较高的过滤效率,而且阻力也较低,有很好的强度和耐温性能,其最突出的优点是超洁净和超低本底,因而特别适用于氢弹爆炸的烟云取样。
丝棉分为丝棉1号和丝棉2号两种。
丝棉2号是由两层丝棉1号组成的,因此两者的性能也是不同的,后者的效率和阻力都比前者低。
气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法概述
气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法概述【摘要】气体过滤纤维材料在工业生产和生活中起着重要作用。
本文旨在概述气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法。
首先介绍了选择气体过滤纤维材料的重要性，包括材料的特性和应用范围。
然后系统解析了过滤特性测试方法，包括压降测试、过滤效率测试和颗粒捕集能力测试。
这些测试方法可以帮助评估材料的过滤性能和适用性。
在展望了未来研究方向和价值，总结了本文的研究成果和重要性。
通过对气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法的深入讨论，可以为相关领域的研究和应用提供重要参考。
【关键词】气体过滤纤维材料、过滤特性测试方法、压降测试、过滤效率测试、颗粒捕集能力测试、研究背景、研究意义、未来展望、研究成果总结、研究价值1. 引言1.1 研究背景气体过滤纤维材料在工业和环境领域起着至关重要的作用。
随着工业化进程的加快和环境污染问题的日益严重，人们对气体过滤材料的研究与应用需求不断增加。
气体过滤纤维材料是一种能够有效去除空气中有害颗粒、气体和微生物的重要过滤材料，其性能直接影响到过滤效果和使用寿命。
对气体过滤纤维材料的过滤特性进行测试和研究具有十分重要的意义。
随着科学技术的不断进步，气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法也不断得到完善和提高。
通过对气体过滤纤维材料的选择、压降测试、过滤效率测试以及颗粒捕集能力测试等方面的研究，可以更好地了解材料的过滤性能和使用特性，为其在工业生产和环境治理中的应用提供科学依据。
对气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法进行全面的概述和总结具有重要的指导意义和实际应用价值。
1.2 研究意义气体过滤纤维材料的研究意义在于提高气体过滤的效率和性能，保障室内空气质量，减少空气污染对人体健康的危害。
随着工业化进程的加快和城市化发展的增加，大量的有害气体和微粒物质排放到大气中，造成了空气质量的恶化。
而气体过滤纤维材料的研究及其过滤特性测试方法正是为了解决这一问题而展开的。
通过对气体过滤纤维材料的选择、过滤特性测试方法的研究和逐步改进，可以提高气体过滤器的过滤效率和捕集能力，降低压降，延长过滤器的使用寿命，从而有效净化空气，保障人们的健康。
超细纳米蛛网空气过滤材料
超细纳米蛛网空气过滤材料通过驻极的方法虽然可以使得纤维膜在维持较低阻力压降的同时，显著提升过滤效率，但是由于驻极电荷在空气中水分子的作用下极易快速耗散，导致纤维膜过滤性能不稳定。
随着纤维类空气过滤材料研究的深入，科研人员发现通过物理筛分作用实现对含尘空气的过滤是最安全的方法［60］，而进一步细化纤维的直径减小纤维膜孔径，可加强纤维膜对固体颗粒物的拦截作用，从而显著提高材料的空气过滤性能。
近期，作者通过“静电喷网技术”，制备出了一系列具有二维网状结构的纳米纤维材料——“纳米蛛网”，网中纤维平均直径小于20nm，且具有拓扑Steiner最小树结构。
纳米蛛网的极细纤维直径使其具有较小的孔径，可显著提高其对颗粒物的物理筛分作用，有望成为制备新型高效低阻空气过滤材料的理想材料。
1纳米蛛网成型机理目前关于纳米蛛网的成型机理研究，学术界普遍接受的理论是荷电液滴的相分离［61］。
然而，该机理只是基于简单的定性分析所得到的假设理论。
为明晰纳米蛛网的成型过程并实现对纳米蛛网结构的精确调控，通过构建一种数值模型来模拟静电喷网过程中二维纳米蛛网的生成、结构演变以及过程参数调控规律，通过对荷电聚合物液滴的泰勒锥尖端进行受力分析，提出了两种静电喷射模式并构建了聚合物溶液相分离相图［62］。
图3-17为泰勒锥尖端荷电流体的喷射模型，泰勒锥的基本参数是构建模型的关键，可以根据泰勒锥的直径来预测荷电射流和液滴的直径。
为此可建立直径D、工艺参数和材料参数之间的关系［63］：式中：Q为体积流速；ε为环境介电常数；η为流体黏度；K为流体电导率；γ为流体表面张力。
图3-17（a）为泰勒锥尖端荷电流体的受力分析示意图，由于荷电液滴直径很小，所以在喷射的瞬间若忽略其重力的影响，液滴主要受到库仑斥力Fe和液体静压力Fγ的作用。
其中库仑斥力Fe有助于使荷电流体扩张/分裂，而液体静压力Fγ对荷电流体的形变具有抑制作用，两者之间的竞争关系使得泰勒锥尖端存在两种对应于不同临界条件的喷射模式（模式Ⅰ：只产生射流，模式Ⅱ：射流和液滴）。
高效空气过滤器试验方法
1、钠焰法Sodium Flame试验尘源为单分散相氯化钠盐雾。
“量”为含盐雾时氢气火焰的亮度。
主要仪器为光度计。
盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。
在过滤器前后分别采样，含盐雾气样使氢气火焰的颜色变蓝、亮度增加。
以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。
国家标准规定的盐雾颗粒平均直径为 0.4mm，但对国内现有装置的实测结果为0.5mm。
欧洲对实际试验盐雾颗粒中径的测量结果为0.65mm。
随着扫描法的普及，欧洲已经不再使用钠焰法。
国内有关部门正在修订原有的国家标准，是废止还是继续使用钠焰法，两种意见的都没有结论。
相关标准：英国 BS3928-1969，欧洲Eurovent 4/4，中国GB6165-85。
2、DOP 法试验尘源为 0.3mm单分散相DOP（塑料工业常用增塑剂）液滴。
“量”为含DOP 空气的浑浊程度。
测量粉尘的仪器为光度计（photometer）。
以气样的浊度差别来判定过滤器对DOP 颗粒的过滤效率。
对 DOP 液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成微小液滴，去掉过大和过小的液滴后留下0.3mm左右的颗粒，雾状DOP 进入风道。
测量过滤器前后气样的浊度，并由此判断过滤器对0.3mm粉尘的过滤效率。
DOP 法已经有50 多年的历史，这种方法曾经是国际上测量高效过滤器最常用的方法。
早期，人们认为过滤器对0.3mm的粉尘最难过滤，因此规定使用0.3mm粉尘测量高效过滤器。
DOP 中含苯环，人们怀疑它致癌，因此许多实验室改用性能类似但不含苯环的替代物，如DOS，但试验方法仍称“DOP 法”。
通过改变发尘参数，可以获得其它粒径的DOP 液滴。
于是就有20 年前欧美国家测量超高效过滤器的0.1mm DOP 法，有时测量仪器也改为凝结核激光粒子计数器。
有些国外厂家曾标出对0.05mm 或0.03mm DOP 的过滤效率，那都是商业上无科学依据的标新立异。
膜分离法空气净化的应用与研究进展
膜分离法空气净化的应用与研究进展摘要：随着工业化进程不断加快，我国城市大气污染形势愈加严峻。
据统计，2019年全国337个地级及以上城市中仅有54个城市达到了国家环境空气质量二级标准要求(GB 3095-2012)。
其中PM2.5、O3等污染物对人体健康和生态环境造成严重威胁，引起广泛关注。
因此，寻找一种高效节能且无二次污染的新型处理技术势在必行。
本文重点论述主流的空气净化膜分离技术及其研究现状，并探讨其未来发展方向。
关键词：膜分离法；空气净化；应用；进展引言：近年来，基于膜过滤原理发展起来的空气净化新技术因其具有节能环保、操作简单方便、适用范围广等优点而备受青睐。
同时，针对大气污染治理主要采用传统的颗粒物控制技术如除尘器、脱硫脱硝等方法，但这些方法存在能耗高、设备占地面积大、易产生二次污染等缺点。
一、膜分离法空气净化空气原理（一）膜分离技术概述膜分离是一种以压力为推动力、利用特殊薄膜材料作为选择性透过剂的物理分离过程。
其基本单元通常由半透膜和扩散层构成，通过外界施加一定的场强作用下，使得溶液中不同组分在半透膜两侧产生浓度差，从而实现物质的分离。
目前常用的膜分离方法主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）等。
其中，微滤和超滤属于低通量膜过滤技术，孔径大小一般在0.05~1μm之间；而纳滤和反渗透则属于高通量膜过滤技术，孔径范围更广，可达到纳米级别。
这些膜分离技术具有操作简便、能耗低、无污染物排放等优点，被广泛用于工业废水处理、饮用水净化、气体分离提纯等领域[1]。
（二）基本原理膜分离技术是一种以高效能为基础的物理化学现象。
其工作原理基于不同物质在薄膜中溶解度、扩散速度等性质上存在差异而实现的。
当混合气体通过装有特殊选择性透过膜的时候，由于各种组分在膜中具有不同的传递速率和方向，使得它们可以按照所需的顺序通过膜孔从进料侧到出料侧进行转移或者富集。
这个过程被称作“渗透”或“筛分”。
静电纺丝法制备高效空气过滤材料的研究进展
静电纺丝法制备高效空气过滤材料的研究进展刘朝军;刘俊杰;丁伊可;张建青;黄禄英【摘要】为更好地通过静电纺丝技术制备高效空气过滤材料,促进静电纺丝纳米纤维膜在高效空气过滤领域的产业化应用,全面综述了近年来国内外关于静电纺丝技术制备高效低阻和功能型高效空气过滤材料的最新研究成果.对具有球状、纳米蛛网结构的三维立体高效低阻滤材、驻极体增强高效低阻滤材,以及具有耐高温、抗菌和可降解特性的功能型滤材进行了重点介绍,并回顾了其研究进展,分析和讨论了现有研究中存在的问题和不足.认为静电纺丝纳米纤维膜具有生产工艺简单高效、结构可控、分离精度高、适用性广泛等显著优势,在高效空气过滤领域的发展和应用前景十分广阔.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】9页(P133-141)【关键词】静电纺丝;空气过滤;纳米纤维;高效过滤材料【作者】刘朝军;刘俊杰;丁伊可;张建青;黄禄英【作者单位】室内空气环境质量控制天津市重点实验室,天津 300072;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;室内空气环境质量控制天津市重点实验室,天津 300072;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴 311817;浙江金海环境技术股份有限公司,浙江绍兴311817【正文语种】中文【中图分类】TQ028.2近年来，空气污染形势日趋严峻[1]，其中，环境中的PM2.5具有粒径小，能在大气中长期滞留且可远距离输送，易携带有害物质等特点[2-3]，是对人类健康威胁最大、最具代表性的大气污染物[4-5]，易诱发哮喘、肺癌及各种心血管疾病如高血压、心力衰竭和心肌梗塞等[6-8]，还会导致现代精密制造业如大规模集成电路等产品的不良率升高。
人们研究并开发出了多种用于去除环境中细微颗粒物的方法和技术措施，其中采用纤维介质进行物理过滤的高效过滤器(HEPA)被认为是最有效、最可靠和最经济的设备[9]，在医疗卫生、精细化工、高精密电子设备、食品无菌包装及航空航天等领域的应用愈来愈广。
静电驻极空气过滤材料空气过滤材料及其技术进展
静电驻极空气过滤材料空气过滤材料及其技术进展近些年来，随着国内外对环境保护力度的逐步加大和高技术产业的发展需要，高效空气过滤设备的应用领域正加速拓展，作为过滤设备核心的过滤材料，其研究和开发也得到了空前的重视。
本文主要介绍了近年来国内外空气过滤技术的发展状况及取得的成果，以及在其研究与发展过程中有待研究解决的问题，并提出了该类产品的发展趋势。
Booming of hi-Tech industries and stricter environmental standards have promoted the development of industrial HEPA air-filter, as well as its key ponent―filter material. This article mainly introduced the ststus quo of air-filter technology at home and abroad, taking some high-performance products as examples, and pointed out the future of this industry.随着工业的迅猛发展，人类生存环境不断受到挑战，其中之一就是空气污染；同时，现代科学和现代工业，特别是电子、精密机械、冶金、宇航、核能、化工等工业以及医疗、制药、食品等行业的发展，对工艺环境的空气洁净度也提出了更高的要求。
目前，解决空气质量问题最有效的方法就是空气过滤。
1空气过滤技术的发展概况过滤，就是使流体通过过滤介质把所含的固体颗粒或有害成分分离出去的过程。
主要有液 ? 固、气 ? 固、液 ? 气相的分离。
过滤方式有滤芯、滤网、滤布、滤纸、滤袋和膜；过滤介质主要有纤维滤料、复合滤料和功能性滤料等。
纤维滤料具有比表面积大、体积蓬松、价格低廉、容易加工、多孔性和柔性等特点，现已成为空气过滤材料的主导产品，使用原料包括天然纤维、合成纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等。