基于纳米纤维覆层的除尘滤料制备
纳米纤维素晶体和纤丝制备及其气凝胶吸附特性研究
摘要随着环境的日益恶化以及化石能源的匮乏，为了减缓二氧化碳引起的温室效应及分离能源气体中的杂气（二氧化碳），二氧化碳的捕集与分离已经成为当今研究热点。
纳米纤维素具有比表面积大、机械强度高、可再生等优异性能，结合纳米材料和生物质材料的优势，利用纳米纤维素表面丰富的羟基基团制备绿色再生的高性能二氧化碳吸附剂具有重要研究意义。
本文采用化学和机械方法，以微晶纤维素和纸浆为原料，制备纳米纤维素晶体和纤丝，并对其形态及理化性质进行分析；将纳米纤维素悬浮液经悬浮滴定、叔丁醇置换和冷冻干燥等工艺制备纳米纤维素气凝胶，对比分析纳米纤维素晶体和纤丝制备气凝胶的特性变化规律；通过水浴加热处理将氨基硅烷改性剂接枝到纤维素链上，制得氨基功能化纳米纤维素气凝胶，测试其对二氧化碳吸附性能及对甲烷/二氧化碳混合气体的选择吸附能力，得出主要结论如下：（1）微晶纤维素经硫酸水解制备纳米纤维素晶体（CNC），呈短棒状，直径范围20-40nm，长度范围多在200-400nm，在强酸的作用下，部分表面的极性基团可能被取代，产生纤维素酯；纸浆经化学预处理结合机械研磨制备纳米纤维素纤丝（CNF），呈现长纤丝状，易团聚不易区分，直径范围50-70nm，长度范围多在1-2μm。
CNC和CNF的基本化学结构仍为纤维素Iβ型，结晶度都相较原料有不同程度的升高。
（2）以不同比例混合的CNC和CNF悬浮液为原料，经凝胶干燥得到纳米纤维素气凝胶。
通过分析表明：气凝胶内部呈现不规则的三维网络结构，N2吸脱附曲线均为Ⅳ型，且具有H1型滞留环；随着混合体系中CNF的增多，气凝胶形态由近似“球形”趋于近似“米粒状”，平均直径也随之升高。
当混合比为CNC:CNF=1:3时，气凝胶表现出比其他混合组份更优的性能，内部孔结构更加均匀，孔隙更加丰富，比表面积和压缩强度均最大。
（3）红外谱图上新吸收峰（NH2、NH、Si-O、Si-C等）的出现，以及X-射线光电子能谱上N、Si峰的出现可以证明：在纤维素链上成功接枝了氨基硅烷（AEAPMDS）。
乙酰化纳米纤维素纤维的制备及其凝胶机制研究
乙酰化纳米纤维素纤维的制备及其凝胶机制
研究
纳米纤维素纤维(NFC) 具有优良的吸水性、流变性、抗氧化能力、保水型及高分子稳定性等优异性能。
由于其独特的机械性能和化学可控、可分子调控属性，纳米纤维素纤维已成为重要的复合材料，广泛
应用于日用品、食品包装及工业用品的制造中。
因此，研究纳米纤维
素纤维乙酰化制备方法及其凝胶机制，显得尤为重要。
乙酰化是一种通过一氧化氮脱水反应，以乙酰基羧酸为催化剂制
备纳米纤维素纤维衍生物的过程，是改变纳米纤维素纤维性质的重要
方法之一。
乙酰化有助于减弱纤维素表面疏水性，改变表面物理性质。
乙酰化过程可以改变纳米纤维素纤维的水溶性及增加其可溶性，从而
使其易于和其他材料结合。
此外，乙酰化还可以改变纳米纤维素纤维
的膨胀性，增强其可塑性、抗疲劳性和结焦性。
乙酰化纳米纤维素纤维凝胶的形成主要是由于纳米纤维素纤维体
系中水溶性和不溶性组分聚集所致。
当乙酰基凝胶剂与纳米纤维素纤
维结合时，二者的分子层会形成网状结构，形成乙酰化纳米纤维素纤
维凝胶体。
乙酰基凝胶剂之间的作用也会促使纳米纤维素纤维的水溶
性发生变化，因而使纳米纤维素纤维本身呈现出凝胶性质。
乙酰化纳米纤维素纤维制备及其凝胶机制研究仍处于发展早期，
需要对相关技术进行详细研究和分析。
未来，乙酰化纳米纤维素纤维
可用于生物制药、生物基材料及涂料等领域，可以实现更加高效、安全、可操控的用途。
一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法
一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法【原创实用版5篇】《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇1一种纤维素纳米纤维水凝胶，其特征在于，包括以下步骤：1. 将纤维素纳米纤维浸泡在溶剂A中，然后过滤、洗涤，以去除其中的溶剂A，得到纤维素纳米纤维悬浮液；2. 将纤维素纳米纤维悬浮液浸泡在含有溶剂B的溶液中，然后在室温下搅拌一定时间，得到纤维素纳米纤维水凝胶。
可选地，所述溶剂A为水或乙醇，所述溶剂B为水或乙醇。
可选地，所述纤维素纳米纤维的重量比为0.1-10重量％，所述溶剂A的重量比为1-50重量％，所述溶剂B的重量比为1-50重量％。
可选地，所述纤维素纳米纤维的尺寸为1-100纳米。
可选地，所述制备方法还包括将纤维素纳米纤维水凝胶在溶剂C 中浸泡、过滤、洗涤的步骤，其中所述溶剂C为水或乙醇。
《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇2一种纤维素纳米纤维水凝胶，其制备方法包括以下步骤：1. 纤维素纳米纤维的制备：将纤维素粉末、溶剂、水以及催化剂混合均匀，然后将混合物在一定的温度和压力下进行喷雾干燥，得到纤维素纳米纤维；2. 水凝胶的制备：将纤维素纳米纤维、交联剂、水和溶剂混合均匀，然后在一定的温度下进行搅拌，直到水凝胶形成。
《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇3纤维素纳米纤维（CNF）水凝胶是一种具有广泛应用前景的生物材料，可用于药物输送、组织工程和生物传感器等领域。
目前，制备纤维素纳米纤维水凝胶的方法主要包括化学交联法、自组装法和原位聚合法等。
其中，化学交联法是通过引入化学交联点来制备三维网络结构的水凝胶，这种方法通常需要使用大量的交联剂，且操作繁琐。
自组装法是通过控制CNF的表面性质或溶液性质来诱导CNF自组装成水凝胶，这种方法无需额外添加交联剂，但制备过程相对复杂。
原位聚合法则是在制备水凝胶的过程中，通过控制反应条件使CNF与生物活性分子共聚形成水凝胶，这种方法可以有效地将生物活性分子引入水凝胶中。
PTFE覆膜除尘滤筒
PTEF覆膜滤筒产品摘要：聚酯覆膜滤筒适用于过滤的粉尘颗粒极其微小,精度要求高的行业(比如焊烟等烟气、制药行业);以及粘性介质的过滤性能：○采用独特的长纤维聚酯滤料，纤维相互交错分布均匀，厚实匀称○耐磨性好，比传统滤料更能经受气流脉冲的反复反吹冲击○大褶距,灰尘容易脱落,反吹效果好○滤料厚实、挺度好，不易变形，耐压耐破○能耐潮湿，耐水○上下端盖和骨架均为电镀锌件，不生锈○专用密封闭孔的弹性氯丁橡胶○建议使用温度:≤135℃产品介绍：PTFE覆膜滤筒也就是大家会经常提到的PTFE滤筒。
覆膜滤筒主要的区别就在与他的滤材是经过PTFE处理过的。
聚酯覆膜滤筒适用于过滤的粉尘颗粒极其微小,精度要求高的行业(比如焊烟等烟气、制药行业);以及粘性介质的过滤性能：○采用独特的长纤维聚酯滤料，纤维相互交错分布均匀，厚实匀称○耐磨性好，比传统滤料更能经受气流脉冲的反复反吹冲击○大褶距,灰尘容易脱落,反吹效果好○滤料厚实、挺度好，不易变形，耐压耐破○能耐潮湿，耐水○上下端盖和骨架均为电镀锌件，不生锈○专用密封闭孔的弹性氯丁橡胶○建议使用温度:≤135℃氟素树脂广泛使用数十年，各类产品及使用技术已相当成熟，故能满足客户需求。
氟塑料为氟碳高分子之化学品，目前于化工工程、机械、半导体工业上大量应用，为较特殊之行业，氟塑料具有优异之高热性、不粘性、耐候性、绝缘性、耐腐浊性、低燃性等特性，适用于各行业。
特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙稀为基体树脂的氟涂料，英文名称为Teflon，因为发音的缘故，通常又被称之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等（皆为Teflon的译音）。
特氟龙（铁氟龙）涂料是一种独一无二的高性能涂料，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂料无法抗衡的综合优势，它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状和大小的产品上。
PTFE覆膜除尘滤筒覆膜滤筒也就是大家会经常提到的PTFE覆膜除尘滤筒。
覆膜滤筒主要的区别就在与他的滤材是经过PTFE处理过的。
静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展
静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展近年来，随着纳米科技的快速发展，纳米材料的研究在各个领域得到了广泛应用。
其中制备纳米纤维的技术，成为了研究热点之一。
静电纺丝技术便是一种制备纳米纤维的重要手段，由于其简单易行、成本低廉、操作方便等优点，已经成为应用最为广泛的方法。
本文将从静电纺丝技术的基本原理、研究进展、应用展望三个方面进行论述。
第一部分：静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过电场作用将溶液中的大分子材料拉伸成纳米级别的纤维的方法。
该技术主要依靠静电相互作用力和表面张力之间的竞争关系，来控制和定向溶液中的高分子纤维进行拉伸。
静电纺丝技术的基本原理可归纳为以下三个步骤：1. 溶液制备：制备静电纺丝纤维的首要步骤是制备高分子材料的溶液。
该溶液需要具有一定的粘度和表面张力，一般可以使用有机溶剂来溶解高分子材料。
2. 高电场加薄膜涂布：在静电纺丝设备上沉积一个高电场，并用喷雾器将高分子溶液轻松喷射在一个导电性或吸附性基底上。
溶液被均匀覆盖在导电性或吸附性基底上的一个细长的液体线。
3. 拉伸和固化：在高电场的作用下，溶液会变成一条液体纤维，并开始在导电性或吸附性基底上放置。
同时，高分子纤维的拉伸也在进行中。
将纤维固化并从基底上分离出来即可。
第二部分：静电纺丝技术的研究进展在纳米科技的发展进程中，静电纺丝技术是一种应用领域十分广泛的制备纳米材料的方法。
自2006年被应用于生物材料制备以来，该技术受到了越来越多的关注和研究。
近年来，静电纺丝技术发展的主要方向是，探索新型高分子材料，提高制备效率，改善纤维纳米结构控制技术。
下面，我们分别从这三个方面进行探讨。
1. 探索新型高分子材料静电纺丝技术的应用范围很广，主要用于制备聚合物、纺织品、纳米印刷等领域的高分子材料。
近几年，研究人员广泛探索各种新型的高聚物材料，如壳聚糖、聚乳酸、DNA、蛋白质等。
这些新型材料的引入，不仅增加了高分子材料领域的研究深度，同时也拓宽了静电纺丝技术在工业上的应用范围。
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜操作步骤
静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜是一种先进的纳米材料制备技术，其制备过程十分复杂，需要高度的操作技巧和精确的实验条件。
在这篇文章中，我将为你详细介绍静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作步骤，以及其在纳米材料领域的重要应用。
1. 材料准备要准备好用于静电纺丝的聚乳酸溶液。
通常情况下，聚乳酸纳米纤维膜的制备需要使用具有特定分子量和浓度的聚乳酸溶液。
在实验室中，研究人员需要精确地称取聚乳酸和溶剂，并进行充分混合和溶解，以得到高质量的聚乳酸纳米纤维膜样品。
2. 装置调试接下来，需要将静电纺丝仪器进行调试和准备工作。
静电纺丝仪器是一种专门用于制备纳米纤维膜的设备，其包括高压电源、注射泵、旋转收集器等部件。
操作人员需要根据实验要求，调整好每个部件的参数，保证实验过程中的稳定性和可重复性。
3. 聚乳酸纳米纤维膜制备当材料准备和装置调试完成后，就可以进行聚乳酸纳米纤维膜的制备工作了。
在实验过程中，操作人员需要将事先准备好的聚乳酸溶液置于注射泵中，并通过精密的控制系统，逐渐将溶液注入到静电纺丝喷头中。
在高压电场的作用下，溶液会被拉伸成极细的纤维，并在旋转收集器上逐渐沉积成薄膜状的纳米纤维材料。
4. 膜形态表征制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以进行形态和性能的表征工作。
研究人员可以利用扫描电镜、原子力显微镜等高分辨率仪器，观察和测量纳米纤维膜的表面形貌、直径分布、结晶度等特征参数，从而评估其质量和性能。
5. 应用研究制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以用于各种领域的应用研究。
比如在生物医学领域，纳米纤维膜可以作为组织工程支架、药物载体等材料；在环境保护领域，纳米纤维膜可以用于油水分离、污水处理等方面。
聚乳酸纳米纤维膜的制备工作对于推动纳米材料在各领域的应用具有重要意义。
总结通过以上步骤，我们可以清晰地了解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作过程。
其制备过程需要严格的实验条件和操作技巧，但制备出的纳米纤维膜具有优异的性能和广泛的应用前景。
希望这篇文章可以帮助你更好地理解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的重要性和制备过程，促进你在相关领域的研究工作。
2012年世界非织造布生厂商40强过滤材料产品_陆荣生
２１９ 科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１３ ＮＯ．２７ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ学 术 论 坛２０１２年非织布生产商４０强排名是根据销售业绩来确定的，４０强名单中有新面孔。
４０强主要生产非织造布，用于屋面防漏、医疗卫生、路基、个人防护等产品，其中１／３厂家涉足过滤材料产品，有些已成为企业的主业。
下面对４０强中有关过滤材料产品做简单介绍，让涉猎该领域的企业家和科研人员对新兴产业获取些微借鉴和帮助。
１ 微纳米过滤材料产品１．１ｓａｎｄｌｅｒ （Ｎｏ．１１）＊１盛德ＴＭ公司是欧洲唯一一家大型家族式无纺布行业历史较悠久的企业之一，２０１２年全球排名第１１。
盛德ＴＭ的过滤介质应用于抽油烟机、室内和车辆空调系统以及工业生产设备的滤材，也用于吸尘器内的合成滤袋。
盛德？过滤用无纺布耐用，能够适应高湿度、温度剧变等环境因素，可制成满足多种过滤级要求的滤材，备受知名滤材生产商的青睐。
盛德ＴＭ的微纳米过滤产品有以下几个品种。
（１）室内通风技术用过滤介质。
盛德ＴＭ提供机固结和热固结的垫式与袋式过滤介质，满足ＥＮ７７９至Ｈ１０标准等级的要求。
（２）微尘滤清器（滤袋）。
盛纺格林ＴＭ（ｓａｗａｓｃｒｅｅｎR ｅｃｏ）系列熔喷无纺布由聚丙烯材料制成，结构独特，过滤性能卓越。
盛纺格林ＴＭ系列适于制作袋式过滤介质，过滤级数可达Ｆ５至Ｆ９级。
根据不同的过滤需求，可增覆预过滤层。
采用热固结技术，不含粘合剂，满足Ｇ３至Ｆ５级分离等级要求。
ｓａｗａｌｏｏｍR ／ｓａｗａｆｉｌｌR 系列的洁净空气输出面经针刺而成，容尘能力高，压差低，满足Ｇ３至Ｆ５级分离等级要求。
（３）打褶／褶皱滤材。
用超精细纤维制成的厚型褶皱过滤介质多用于加强型滤材。
此类滤材常制成Ｖ字型槽，用于浮尘滤清器的最终过滤。
ｓａｗａｓｃｒｅｅｎR 打褶型微纤维过滤介质由聚丙烯材料经熔喷工艺制成，满足Ｆ５至Ｈ１０级过滤等级要求。
《棉纺织技术》编辑部正式启用在线投稿编辑系统
［ ３ ］ 翁美玲 ， 张孝南 ， 侯伟丽． 水刺 工艺在工业 除尘滤料 上 的应 用 和 发 展 趋 势 ［ Ｊ ］ ． 产业用纺 织品， ２ ０ １ １
（ １ １ ） ： ３ ８ ４２ ．
象， 使过滤阻力降低。
作。 由于在线 投稿编辑 系统 尚处 于初 步运行 阶 段， 可能会在短期内给广大作者造成一定的不便 ， 敬请原谅 。如有 问题或需要帮助 ， 请与本刊编辑
部联 系 。
本 刊编 辑部
到 国家新 的排放 标 准 。 参 考文献 ：
［ １ ］ 郑涛． 如何 做好 纺织厂空调除尘系统 的规 划 ［ Ｊ ］ ． 棉
纺织技术 ， ２ ０ １ ２ ， ４ ０ （ ５ ） ： ７ － １ ０ ．
原 料选 择上 ， 在 滤料过 滤单 元 ， 按 照一定 比例 将 不 同材 质超 细纤 维与截 面 呈异形 的特殊纤 维 进
３ ． ６ 其他 要求
［ ４ ］ 肖皖龙 ， 施征． 除尘滤 料 的现状 与发展 ［ Ｊ ］ ． 江西建
材， １ ９ ９ ５ （ ３ ） ： １ ７ － ２ ３ ．
在 滤料 后整 理 过 程 中 ， 可按 实 际需 求 对 滤 料 再 进行 某种 无 污染化 学整 理 ， 提高 滤料 的 吸湿性 。 同时 ， 也可 混 入 部 分 天然 羊 毛 纤 维 （ 与 聚 丙 烯 纤 维 混纺 ） 。 由于 羊 毛 纤 维 成 形 性 好 ， 表 面 丰 满 挺 括、 吸湿性 好 ， 对 表 面进行 缩绒 处 理 即可使 滤料 获
滤料表面的疏水性能 ， 降低滤料发生板结现象 的
几率。
３ ． ５ 努力 实现滤 料 高效低 阻性能
2024年除尘滤料市场发展现状
2024年除尘滤料市场发展现状引言除尘滤料是一种用于过滤和清除空气中颗粒物的材料。
随着全球环境污染日益严重，人们对空气质量的关注度也越来越高。
因此，除尘滤料市场在过去几年里得到了快速发展。
本文将探讨除尘滤料市场的现状，包括市场规模、发展趋势和主要驱动因素。
市场规模据市场研究公司的数据显示，全球除尘滤料市场在过去几年内呈稳步增长的趋势。
预计未来几年内，该市场仍将保持相对稳定的增长。
截至2020年，全球除尘滤料市场规模约为X亿美元。
市场分析产品分类除尘滤料市场根据材料类型可以分为布袋滤料、煤粉过滤器和蜂窝陶瓷滤料等几类。
其中，布袋滤料是当前市场最常见和主要的产品类型，占据了市场的主导地位。
这种类型的滤料通常由纤维素或合成聚合物材料制成，具有良好的除尘效果和较长的使用寿命。
应用领域除尘滤料广泛应用于工业生产、能源行业和环境保护等领域。
其中，工业生产是除尘滤料市场最大的应用领域。
工业生产过程中产生的烟尘和颗粒物会对环境和健康造成严重影响，因此需采取除尘措施。
除尘滤料通过过滤和吸附颗粒物，能有效净化工厂排放的废气。
区域分布全球除尘滤料市场在地理上分布广泛，主要的地区包括亚太地区、欧洲、北美和中东等。
其中，亚太地区是除尘滤料市场最大的地区，占据了全球市场份额的X%，并且预计在未来几年仍将保持高速增长。
这可以归因于亚太地区工业化程度的提高以及对环境污染治理需求的增加。
市场发展趋势技术创新随着科技的进步，除尘滤料市场也迎来了许多技术创新。
例如，近年来出现了一种新型纳米材料滤料，其孔隙结构更加细小，可以更有效地捕捉微小颗粒物。
此外，一些企业也开始开发具有自清洁功能的滤料，可以减少清洗和更换滤料的频率。
环保政策推动全球对环境保护的意识日益提高，各国政府也加大了环保政策的力度。
严格的环保法规和政策驱使企业采取更有效的除尘措施，并使用高效的除尘滤料。
这对除尘滤料市场的发展起到了积极的推动作用。
可持续发展需求可持续发展是当前各国共同追求的目标。
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第39卷第6期2018年6月东北大学学报（自然科学版）
Journal of Northeastern University(Natural Science)
Vol. 39 ,No. 6
Jun. 2 0 18
doi： 10. 12068/j.issn. 1005 -3026.2018.06.024
基于纳米纤维覆层的除尘滤料制备
郭颖赫，赫伟东，田新娇，柳静献(东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819)
摘 要：采用静电纺丝技术制备了用于除尘领域的涤纶纳米纤维膜，利用扫描电子显微镜对纤维膜微观
形貌进行表征，确定了最佳纺丝条件，并将该条件下制得的纳米纤维膜附着在除尘滤料表面，对其进行阻力特 性、分级计数效率及动态过滤性能测试.结果表明，15 kV纺丝电压、21 cm接收距离、18%纺丝液质量分数为 最佳纺丝条件，在该条件下制备的纳米纤维过滤材料阻力较低，清灰性能良好，对3 pm以下的微细粒子过滤 效率达到99. 99%以上，效率提升明显，能有效控制微细颗粒物.关键词：静电纺丝;纳米纤维;过滤材料;纺丝参数;过滤效率
中图分类号：X 513 文献标志码：A 文章编号：1005 -3026(2018)06 -0881 -05
Preparation of Dust Removal Felt Filter with Nanofibers MembraneGUO Ying-he，HE Wei-dong，TIAN Xin-jiao，LIU Jing-xian(School of Resources & Civil Engineering，Northeastern University， Shenyang 110819, China. Corresponding author ： LIU Jing-xian，E-mail ：82003 @126. com)
Abstract ： The polyester nanofiber membrane used in the field of dust removal was prepared by electrospinning. The fiber membrane microstructures were characterized by scanning electron microscopy. The optimum spinning conditions were determined. The nanofiber membrane under the optimum spinning conditions was attached to the filter surface， and the resistance characteristics test，the classification efficiency test and dynamic filtration performance test were applied to the nanofiber membrane filter. The results indicated that 15 kV spinning voltage，21 cm receiving distance and 18% spinning solution concentration are the optimum spinning conditions. The nanofiber filter prepared under the optimum spinning conditions has low resistance and good cleaning performance. The filtration efficiency of fine particles below 3 ^m is over 99. 99%，the filtration efficiency is improved obviously，which can effectively control the fine particles.Key words： electrospinning； nanofibers； filter； spinning parameters； filter efficiency
在现代工业经济高速发展的今天，环境问题 正日益严重.以PM2. 5为主的雾霾是近年来主要 的大气环境问题[1-2].研究表明，颗粒物越小对人 体的危害越大[3-4].袋式除尘是去除微细颗粒物 的有效途径，滤袋是其最核心的部分[5-6].目前, 在5 mg/m3的高排放要求下，袋式除尘过滤材料 对于超细粒子的过滤效率有很大的提升空间.静 电纺纤维膜因具有孔径小、高孔隙率、纤维均一性 好等优点，使其在过滤领域备受关注[7-8].美国康 奈尔大学的Li等[9]制备了静电纺聚酰胺6纤维, 发现其空气过滤性能明显高于传统空气过滤材料;Kim等[|0]制备的用于机车空调过滤器的静电 纺聚碳酸酯（PC)，其对0. 3 ^m颗粒的过滤效率 可达99. 98%以上.国内外学者对纳米纤维膜性 能的研究和应用涉及能源、环境、生物医学等众多 行业，但用于烟气除尘滤料的研究尚未见报道.涤纶滤料是用量最多的过滤材料，在工业除 尘中占据重要地位.涤纶的基本组成物质是聚对 苯二甲酸乙二醇酯，简称PET.本文利用静电纺丝 技术制备涤纶纳米纤维膜,得出了最佳纺丝实验 参数,并将制备的纳米纤维膜覆在除尘滤料表面，
系统研究了其过滤性能，发现其微细颗粒捕集效
收稿日期：2017 -04 -29
基金项目：国家“十三五”重大专项（2016YFC0801704,2016YFC0203701,2016YFC0801605);国家“十二五”科技支撑计划项目 (2015BAK40B00).作者简介：郭颖赫(1992-),女,内蒙古赤峰人，东北大学博士研究生；柳静献(1966-),男，河北元氏人,东北大学教授，博士生导师.882东北大学学报（自然科学版)第39卷率显著提高，且过滤性能优于常用覆膜滤料.1静电纺丝制备纳米过滤材料1. 1 实验 1. 1. 1原料及设备实验原料为涤纶树脂颗粒及有机溶剂.溶剂 由质量比为4:1的三氟乙酸（TFA)和二氯甲烷 (DCM)混合组成.实验设备为静电纺丝机.1.1.2纳米纤维膜的制备定量的涤纶树脂颗粒置于溶剂中搅拌4 h后 静置2 h,配置成纺丝液待用.实验装置喷丝头直 径0. 6 mm,溶液推进速度1 mL/h,环境温度 20 °C,环境湿度60% .为了研究纺丝电压、纺丝液质量分数、纺丝接 收距离对制备纳米纤维膜的影响,采用控制变量 法获得单因素对样品参数的影响规律，通过比较 PET纳米纤维膜的性能，确定最佳纺丝参数. 1.1.3测试与表征制备的纳米纤维膜采用Ultra Plus型场发射 分析扫描电镜表征其形貌，结合ImageJ图像处理 软件，随机测量纤维的直径，每个样本随机测量
100 根.1.2最佳参数的选取 1.2.1 纺丝电压固定纺丝接收距离为21 cm，纺丝液质量分 数为12%，纺丝电压在5,10,15 ,20,25 kV间变换进行实验.电压为5 kV时不能收集到纤维，且纺丝过程 喷丝头不断滴出纺丝液体.将电压升高到10 kV 后接收装置可以收集到纤维膜，因此,5 kV电压 并没有达到纺丝的临界电压.电压由10 kV逐渐 增大到25 kV时，纤维直径不断减小，纤维平均直 径由91.79 nm降低至78. 31 nm.如图1所示，当 电压为10 kV时,纤维膜出现珠粒现象，这是因为 溶液质量分数和黏度较低，分子间缠结较差，分子 链在取向过程中断裂收缩形成珠粒.电压为20和 25 kV时，纤维膜均出现纤维粘连及不均匀现象, 电压的升高增加了射流的不稳定性，影响了纤维 的均匀性，同时电压过高使得小液滴在电场中的 运动时间减少，溶剂不能得到充分的蒸发，溶剂落 到纤维膜上发生纤维粘连现象.因此确定15 kV 为最佳纺丝电压.
图1不同电压下纳米纤维膜扫描电镜图像 Fig. 1 SEM image of nanofiber membrane under different voltage
(a)—10kV; (b)—15kV; (c)—20kV; (d)—25kV.1.2.2纺丝液质量分数固定纺丝接收距离为21 cm，纺丝电压为 15 kV，纺丝液质量分数在12% ,5% ,18% ,20% 间变换时,纤维直径随着质量分数增加而增大，纤 维直径平均值由89. 54 nm增长到509. 54 nm.如 图2所示,当纺丝液质量分数为12%和15%时，纤维膜均出现不同程度的粘连，这是因为聚合物溶液 受力拉伸,溶液浓度较低，分子链缠结不足,不能有 效抵抗外力作用发生断裂，聚合物分子链的黏弹性 趋于收缩，形成不规则纤维.当质量分数为18%及 20%时,纤维膜形貌均较良好，但20%的纤维直径 较大，因此确定18%为最佳纺丝液质量分数.
图2不同纺丝液质量分数下纳米纤维膜扫描电镜图像 Fig. 2 SEM image of nanofiber membrane under different spinning concentration
(a)—12% ； (b)—15% ； (c)—18% ； (d)—20% .第6期郭颖赫等：基于纳米纤维覆层的除尘滤料制备883
1.2. 3纺丝接收距离固定纺丝液质量分数为18% ,纺丝电压为 15 kV,纺丝距离在8,15,21,30 cm间变换.如图3 所示，当接收距离在8〜21 cm范围时，纤维直径 随着距离增加而减小；当接收距离为8和15 cm 时,均出现了纤维粘连；当距离为21 cm时，纤维 直径达到最小值，纤维膜整体形貌良好;当接收距 离在21〜30 cm范围时，纤维直径开始逐渐增加，
纤维膜出现轻微粘连，纤维膜形貌变差.接收距离 对纳米纤维具有双重影响:距离过短时，电场强度 增大，射流加速，射流飞行时间缩短，收集的纤维 存在大量溶剂，将导致纤维粘连;距离过大时，电 场强度减弱，射流加速度减小,拉伸作用减弱，将 会导致纤维直径增大.由此确定最佳纺丝距离为 21 cm.
图3不同接收距离下纳米纤维膜扫描电镜图像 Fig. 3 SEM image of nanofiber membrane under different receiving distance
(a) —8 cm； (b) —15 cm； (c) —21 cm； (d) —30 cm.
以上确定最佳纺丝参数为接收距离21 cm, 纺丝液质量分数18% ,纺丝电压15 kV,在该参数 下制备纳米纤维过滤材料.1.3过滤材料的制备利用除尘用针刺毡滤料作为基本样品，分别 在滤料表面覆以纳米纤维膜制成复合滤料，与常 用的常规针刺毡滤料、覆膜滤料进行对比实验，研 究其阻力特性、分级计数效率及动态过滤性能.纳米纤维膜采用两种方式附着，一种是将纺 好的纳米纤维膜后覆于针刺毡滤料上，另一种是 将针刺毡滤料作为接收基材，直接将纳米纤维膜 纺于其上.膜的厚度是影响过滤性能的重要因素，为了 排除膜厚度对实验结果的影响，本文纺制的纳米 纤维膜（NM)与覆膜滤料的聚四氟乙烯薄膜 (PTFE)厚度基本一致,分别为23.654,23. 712 ^m.