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PM2.5過(guò)濾膜、制備方法以及PM2.5過(guò)濾紗窗與流程

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PM2.5過(guò)濾膜、制備方法以及PM2.5過(guò)濾紗窗與流程
本發(fā)明涉及環(huán)境領(lǐng)域,具體而言,本發(fā)明涉及PM2.5過(guò)濾膜、制備方法以及PM2.5過(guò)濾紗窗。
背景技術(shù)
:霧霾,是二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三者組成的物質(zhì),前兩者為氣態(tài)污染物,它們與空氣中的霧氣結(jié)合在一起,嚴(yán)重影響人們的身體健康,并使得室外可見(jiàn)度低,生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。PM2.5,又稱為細(xì)顆粒物,指的是空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒,PM10指的是空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于10微米的顆粒。這些超細(xì)的顆粒在大氣里擴(kuò)散,其在空氣中的擴(kuò)散面積大,處理困難。尤其是PM2.5,由于其具有較細(xì)的顆粒粒徑,可以被人體直接吸入,且一般的口罩、濾膜等無(wú)法有效將其除去,容易對(duì)人體造成較大的傷害。因此,可過(guò)濾PM2.5的空氣凈化器、過(guò)濾裝置引起了人們的廣泛關(guān)注。然而,目前可用于過(guò)濾除去PM2.5的過(guò)濾膜仍有待改進(jìn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的:目前人們?cè)陟F霾天普遍使用的PM2.5面罩由于其面積大,且會(huì)導(dǎo)致空氣流通不暢,使得配帶時(shí)呼吸不暢的缺點(diǎn),很多人并不愿意佩戴這類防護(hù)面罩。而室內(nèi)的防護(hù)方法通常用空氣凈化器,通過(guò)在空氣凈化器中內(nèi)置可以過(guò)濾PM2.5的濾膜并通過(guò)氣流的抽濾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣的精華。但是目前的空氣凈化器的成本高,而且極其耗能,且沒(méi)法達(dá)到交換室外空氣,保持空氣流通的效果。故而目前即在室內(nèi)使用空氣凈化器等凈化裝置,也無(wú)法在霧霾天氣進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng)。發(fā)明人經(jīng)深入研究以及大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這主要是由于目前可以過(guò)濾PM2.5的過(guò)濾膜,普遍存在膜兩側(cè)壓力差較大、透明度差、濾膜尺寸難以實(shí)現(xiàn)突破等問(wèn)題而導(dǎo)致的。有鑒于此,在本發(fā)明的第一方面,本發(fā)明提出了一種PM2.5過(guò)濾膜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述PM2.5過(guò)濾膜是由聚合物纖維形成的,所述PM2.5過(guò)濾膜的透過(guò)率為10~90%,其中,所述聚合物纖維是由包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的至少之一形成的,所述聚合物纖維的直徑為50nm~20μm。該P(yáng)M2.5濾膜具有透明度可控、過(guò)濾PM2.5效果優(yōu)良、可實(shí)現(xiàn)大尺寸量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述PM2.5過(guò)濾膜是由形成所述聚合物纖維的聚合物溶液通過(guò)氣紡形成的。由此,易于擴(kuò)大該濾膜的尺寸并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述PM2.5過(guò)濾膜的透光率為80%~10%。由此,該濾膜可以用于制備具有PM2.5過(guò)濾功能的紗窗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述PM2.5過(guò)濾膜對(duì)PM2.5的移除效率不低于90%。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提出了一種PM2.5過(guò)濾紗窗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該紗窗包括:支撐層;以及過(guò)濾層,過(guò)濾層,所述過(guò)濾層設(shè)置在所述支撐層的外表面,所述過(guò)濾層的透過(guò)率為50~90%,,所述過(guò)濾層是由聚合物纖維形成的,所述聚合物纖維的直徑為50nm~20μm。由此,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5的有效過(guò)濾,使得在霧霾天氣也可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)開(kāi)窗通風(fēng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述聚合物纖維是由包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的至少之一形成的。在本發(fā)明的又一方面,本發(fā)明提出了一種制備PM2.5過(guò)濾膜的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括:對(duì)聚合物溶液進(jìn)行氣紡,以便形成所述PM2.5過(guò)濾膜,所述氣紡的噴氣壓力為0.001MPa-100MPa。該方法具有操作簡(jiǎn)單、易于放大生產(chǎn)、成本低廉、制備的PM2.5過(guò)濾膜透光率可控等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述聚合物溶液聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述聚合物溶液的溶劑包括水、甲醇、乙醇、乙醚、乙腈、丙酮、丁酮、二甲基亞砜、石油醚、丁醇、丙醇、乙二醇、汽油、異丁醇、二氯甲烷、二氯化乙烯、四氫呋喃、甲苯、對(duì)二甲苯、氯苯、環(huán)戊烷、三氟乙酸、乙酸、四氯化碳、丙酮、乙二醇乙二醚、異丙醇以及二甲基甲酰胺的至少之一。由此,可以進(jìn)一步提高氣紡制備PM2.5過(guò)濾膜的效果。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述氣紡進(jìn)一步包括:(1)提供基板;(2)將所述聚合物溶液供給至氣紡噴口,并向所述氣紡噴口供給載氣,以便所述聚合物溶液在所述載氣的作用下由所述氣紡噴口噴出,所述氣紡噴口與所述基板相對(duì)設(shè)置且所述氣紡噴口的直徑范圍為10μm-5cmm,以便在所述基板上形成所述PM2.5過(guò)濾膜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述步驟(2)進(jìn)一步包括:沿垂直于所述聚合物溶液噴出的方向,移動(dòng)所述基板。由此,可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)大尺寸、連續(xù)的PM2.5過(guò)濾膜的制備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,步驟(2)進(jìn)一步包括:將所述聚合物溶液供給至多個(gè)所述氣紡噴口,所述多個(gè)氣紡噴口沿同一直線排列,所述多個(gè)氣紡噴口與所述基板相對(duì)設(shè)置。由此,可以進(jìn)一步提高利用該方法制備PM2.5過(guò)濾膜的效率,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提出了一種制備PM2.5過(guò)濾膜的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括:(1)提供基板;(2)將聚合物溶液供給至氣紡噴口,所述氣紡噴口與所述基板相對(duì)設(shè)置,并向所述氣紡噴口供給載氣,以便所述聚合物溶液在所述載氣的作用下由所述氣紡噴口噴出,以便在所述基板上形成所述PM2.5過(guò)濾膜,其中,所述聚合物溶液包括聚丙烯腈或者聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯的N,N二甲基甲酰胺溶液,尼龍的甲酸溶液或者聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液,所述氣紡噴口處的載氣壓力為0.001MPa-100MPa,所述聚合物溶液供給至所述氣紡噴口的流速為0.001m/s-10m/s。該方法具有操作簡(jiǎn)單、易于放大生產(chǎn)、成本低廉、制備的PM2.5過(guò)濾膜透光率可控等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,步驟(2)進(jìn)一步包括:固定所述氣紡噴口,沿垂直于所述聚合物溶液噴出的方向,令所述基板勻速移動(dòng)。由此,可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)大尺寸PM2.5過(guò)濾膜的制備。附圖說(shuō)明圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾紗窗的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備PM2.5過(guò)濾膜的方法的流程示意圖;圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的制備PM2.5過(guò)濾膜的方法的流程示意圖;圖4顯示了本發(fā)明實(shí)施例1制備的PM2.5過(guò)濾膜的實(shí)物圖;圖5顯示了本發(fā)明實(shí)施例5制備的PM2.5過(guò)濾紗窗的實(shí)物圖;圖6顯示了本發(fā)明實(shí)施例5制備的PM2.5過(guò)濾紗窗的另一個(gè)實(shí)物圖;圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾膜的實(shí)物圖;圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾膜的性能測(cè)試結(jié)果;圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾膜使用前后的掃描電子顯微鏡圖;圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾紗窗的穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果;以及圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明對(duì)比例的PM2.5過(guò)濾效果圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:100:支撐層;200:過(guò)濾層;300:基板;410:聚合物溶液供給管;420:載氣供給口;430:氣紡噴口。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,所述實(shí)施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的模塊或具有相同或類似功能的模塊。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的第一方面,本發(fā)明提出了一種PM2.5過(guò)濾膜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜是由聚合物纖維形成的。該P(yáng)M2.5濾膜具有透明度可控、過(guò)濾PM2.5效果優(yōu)良、可實(shí)現(xiàn)大尺寸量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。具體的,該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜是由直徑為50nm~20μm的聚合物纖維形成的。構(gòu)成聚合物纖維的聚合物可以包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,上述PM2.5過(guò)濾膜的透過(guò)率可以為10%~90%。由上述聚合物形成的直徑在上述范圍內(nèi)的纖維,具有足夠好的力學(xué)性能,可以交織成多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜,且形成的PM2.5過(guò)濾膜可實(shí)現(xiàn)自支撐(即不需要基板或襯底也可成型并進(jìn)行轉(zhuǎn)移、裁剪等操作)。需要說(shuō)明的是,構(gòu)成上述聚合物纖維的具體聚合物種類不受特別限制,只要該聚合物具有一定的彈性模量,力學(xué)性能較好,且制備成直徑在上述范圍內(nèi)的纖維時(shí),其形成的膜結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)自支撐即可。此外,上述PM2.5過(guò)濾膜的透過(guò)率,也可以通過(guò)調(diào)節(jié)形成該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的聚合物纖維的密集程度而改變,不受特別限制。當(dāng)該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜中含有的聚合物纖維較多,聚合物纖維密集程度較大,PM2.5過(guò)濾膜的占空比較大時(shí),該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜具有較小的透光率,相反地,當(dāng)PM2.5過(guò)濾膜中聚合物纖維的密集程度較小,占空比較小時(shí),則該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的透過(guò)率較高。因此,上述PM2.5過(guò)濾膜的透過(guò)率并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,直徑在上述范圍內(nèi)的聚合物纖維構(gòu)成的PM2.5過(guò)濾膜,可以在實(shí)現(xiàn)PM2.5過(guò)濾功能的同時(shí),保持該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜具有較好的透光性能。此外,發(fā)明人還驚喜地發(fā)現(xiàn),該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜在使用過(guò)程中,其膜兩側(cè)的壓力差較小。因此,該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜可以設(shè)置于諸如窗戶、通風(fēng)口等結(jié)構(gòu)表面,進(jìn)而可以在霧霾天氣,同時(shí)實(shí)現(xiàn)PM2.5的去除以及室內(nèi)的通風(fēng),保證空氣流暢和空氣質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,形成該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的聚合物纖維的具體長(zhǎng)度、數(shù)量以及最終形成的PM2.5過(guò)濾膜的厚度不受特別限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,形成等體積等厚度的PM2.5過(guò)濾膜的聚合物纖維越多,則單根聚合物纖維之間的空隙越小,纖維交織的越緊密,則該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的PM2.5過(guò)濾性能越好。然而,過(guò)于厚實(shí)、緊密的PM2.5過(guò)濾膜,容易導(dǎo)致透明度降低進(jìn)而影響采光、膜兩側(cè)壓力差增大,空氣流動(dòng)受阻嚴(yán)重等問(wèn)題。因此,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,PM2.5過(guò)濾膜的厚度可以為500nm-20μm。由此,可以在保證該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜對(duì)PM2.5保持較高的去除率的同時(shí),該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜也可以具有較為合理的透光率以及膜兩側(cè)壓力差。需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明中,術(shù)語(yǔ)“PM2.5過(guò)濾膜”應(yīng)做廣義理解,也即是說(shuō),其既包括厚度較薄、上表面面積較大的膜狀結(jié)構(gòu),還包括厚度與上表面面積相似的塊體結(jié)構(gòu),只要其由前面所描述的纖維形成,具有PM2.5過(guò)濾性能即可。例如,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾膜可以具有較厚的厚度,并通過(guò)剪裁形成厚度以及上表面的長(zhǎng)、寬尺寸形似的塊體,并放置于注入汽車尾氣管、中央空調(diào)的空調(diào)口等位置,以實(shí)現(xiàn)過(guò)濾PM2.5(或尾氣)的功能。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,上述PM2.5過(guò)濾膜可以是由形成所述聚合物纖維的聚合物溶液通過(guò)氣紡形成的。由此,易于擴(kuò)大該濾膜的尺寸并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,PM2.5過(guò)濾膜的透光率可以為80%~10%。例如,PM2.5過(guò)濾膜的透光率可以為80%~50%。由此,該濾膜可以用于制備具有PM2.5過(guò)濾功能的紗窗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述PM2.5過(guò)濾膜對(duì)PM2.5的移除效率不低于90%。例如,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜對(duì)PM2.5的移除效率可以達(dá)到不低于96%。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提出了一種PM2.5過(guò)濾紗窗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,參考圖1,該紗窗包括:支撐層100以及過(guò)濾層200。支撐層100可以為普通紗窗,也可以為具有較好的透光性、且不阻礙空氣流通的基底。支撐層100可以進(jìn)一步提高該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗的力學(xué)性能,從而可以提高該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗的使用壽命。過(guò)濾層200可以具有與前面描述的PM2.5過(guò)濾膜相同的特征以及優(yōu)點(diǎn)。例如,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,該過(guò)濾層200可以是由聚合物纖維形成的,聚合物纖維可以包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛的至少之一形成的纖維,聚合物纖維的直徑可以為50nm~20μm。過(guò)濾層200的厚度可以為500nm-20μm。支撐層100可以為常用的紗窗。采用現(xiàn)有的紗窗作為支撐層100,一方面可以進(jìn)一步提高過(guò)濾層的力學(xué)強(qiáng)度,延長(zhǎng)該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗的使用壽命;另一方面也便于利用現(xiàn)有的紗窗,通過(guò)簡(jiǎn)單的加工形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾紗窗,從而有利于降低生產(chǎn)成本。該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5的有效過(guò)濾,使得在霧霾天氣時(shí),也可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)開(kāi)窗通風(fēng),保證空氣質(zhì)量。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,由于過(guò)濾層200可以具有與前面描述的PM2.5過(guò)濾膜相同的特征以及優(yōu)點(diǎn),因此,過(guò)濾層200也可以實(shí)現(xiàn)自支撐。因此,支撐層100可以進(jìn)一步提高PM2.5過(guò)濾紗窗的力學(xué)性能,從而可以提高該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗的使用壽命。在本發(fā)明的又一方面,本發(fā)明提出了一種制備PM2.5過(guò)濾膜的方法。利用該方法制備的PM2.5過(guò)濾膜可以具有與前面描述的PM2.5過(guò)濾膜相同的特征以及優(yōu)點(diǎn),在此不再贅述。也即是說(shuō),利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法獲得的PM2.5過(guò)濾膜可以由聚合物纖維形成,形成PM2.5過(guò)濾膜的聚合物纖維可以具有50nm~20μm的直徑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法可以包括:對(duì)聚合物溶液進(jìn)行氣紡,以便形成所述PM2.5過(guò)濾膜。該方法具有操作簡(jiǎn)單、易于放大生產(chǎn)、成本低廉、制備的PM2.5過(guò)濾膜透光率可控等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,參考圖2,該方法還可以通過(guò)以下操作實(shí)現(xiàn):提供基板300,將聚合物溶液通過(guò)聚合物溶液供給管410供給至氣紡噴口430,氣紡噴口430與基板300相對(duì)設(shè)置。同時(shí),由載氣供給口420向氣紡噴口430供給載氣。聚合物溶液在載氣氣流的作用下,由氣紡噴口430噴出,進(jìn)而在基板300上形成由聚合物纖維形成的PM2.5過(guò)濾膜。其中,氣紡噴口430與基底300之間的距離可以為30~50cm。聚合物溶液可以含有聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛的至少之一,進(jìn)而可以在基板300上形成由上述聚合物形成的聚合物纖維。聚合物溶液的溶劑包括水、甲醇、乙醇、乙醚、乙腈、丙酮、丁酮、二甲基亞砜、石油醚、丁醇、丙醇、乙二醇、汽油、異丁醇、二氯甲烷、二氯化乙烯、四氫呋喃、甲苯、對(duì)二甲苯、氯苯、環(huán)戊烷、三氟乙酸、乙酸、四氯化碳、丙酮、乙二醇乙二醚、異丙醇以及二甲基甲酰胺。需要說(shuō)明的是,形成聚合物溶液的溶劑也不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的聚合物種類,選擇相應(yīng)的溶劑形成聚合物溶液。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),上述溶劑可以較好的溶解上述聚合物,形成均勻的聚合物溶液,從而可以進(jìn)一步提高氣紡制備PM2.5過(guò)濾膜的效果。例如,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,上述聚合物溶液可以為聚丙烯腈(PAN)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液,PAN占DMF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可為1%-100%,其中溶劑DMF也可換為水、去離子水、甲醇、二甲基亞礬、乙醚、丙酮、乙二醇二甲醚、異丙醇等有機(jī)溶劑?;蛘?,上述聚合物溶液也可以為聚酰亞胺(PI)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液,PI占DMF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為1%-100%,其中DMF也可換為水,去離子水,甲醇,乙醇,二甲基亞礬,乙醚,丙酮,乙二醇二甲醚等有機(jī)溶劑?;蛘撸€可以采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的DMF溶液為聚合物溶液,其中PMMA占DMF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為可以為為1%-100%,其中DMF同樣也可換為水,去離子水,甲醇,乙醇,二甲基亞礬,乙醚,丙酮,乙二醇二甲醚等有機(jī)溶劑。根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例,還可以采用尼龍-66(Nylon-66)的甲酸溶液為聚合物溶液,其中尼龍-66占甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以為為1%-100%,其中DMF可換為水,去離子水,甲醇,乙醇,二甲基亞礬,乙醚,丙酮,乙二醇二甲醚等有機(jī)溶劑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,氣紡的噴氣壓力為0.001MPa-100MPa。也即是說(shuō),可以控制載氣供給口處的載氣壓力為0.001MPa-100MPa。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)載氣壓力在上述范圍內(nèi)時(shí),可以保證聚合物溶液能夠較為流暢地由氣紡噴口430被噴出,且制備的PM2.5過(guò)濾膜具有較好的均勻性。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,氣紡噴口的直徑可以為范圍為10μm-5cm由此,可以控制形成的PM2.5過(guò)濾膜由直徑在10nm~5μm的聚合物纖維形成。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,在基板300上形成PM2.5過(guò)濾膜后,還可以去除基板300,即可獲得前面描述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PM2.5過(guò)濾膜。或者,根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例,也可以不去除基板300。例如,可以采用紗窗或是具有孔洞結(jié)構(gòu)的濾膜等作為基底300,即可獲得前面描述的PM2.5過(guò)濾紗窗。根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例,在形成PM2.5過(guò)濾膜時(shí),還可以提供多個(gè)氣紡噴口420,并使多個(gè)氣紡噴口420規(guī)則排列且與基板300相對(duì)設(shè)置。由此,可以提高氣紡制備PM2.5過(guò)濾膜的效率。例如,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,可以使多個(gè)氣紡噴口沿同一直線排列,并使由氣紡噴口設(shè)置為可以令噴出的聚合物溶液沿著垂直于基板300所在平面的方向傳播。將聚合物溶液以及載氣供給至上述多個(gè)氣紡噴口,從而可以擴(kuò)大利用氣紡在基板300上形成的PM2.5過(guò)濾膜的體積。根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例,參考圖3,還可以利用諸如卷對(duì)卷等流水線操作方式,令基板300沿垂直于聚合物溶液噴出的方向移動(dòng)。由此,可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)大尺寸、連續(xù)的PM2.5過(guò)濾膜的制備。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,利用上述諸如卷對(duì)卷的操作方式,可以實(shí)現(xiàn)大尺寸PM2.5過(guò)濾膜的連續(xù)生產(chǎn)。參考圖7,采用3個(gè)排列在同一直線上的氣紡噴口,通過(guò)一個(gè)聚合物溶液供給管410,以及4個(gè)與氣紡噴口430相對(duì)應(yīng)的載氣供給口420(氣紡噴口430與載氣供給口420一一對(duì)應(yīng))實(shí)現(xiàn)聚合物纖維的氣紡,在氣紡噴口430的對(duì)側(cè)設(shè)置一個(gè)垂直的、可以通過(guò)卷對(duì)卷設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)的基板(紗窗網(wǎng))。如圖7所示,該方法可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)2米的PM2.5過(guò)濾膜的制備。并且,對(duì)制備出的過(guò)濾膜的不同位置進(jìn)行掃描電子顯微鏡的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),在該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的不同位置處,該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜均具有較好的均勻性。需要說(shuō)明的是,上述氣紡噴口的具體數(shù)量不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)生產(chǎn)線的規(guī)模、需要制備的PM2.5過(guò)濾膜的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如,在工業(yè)生產(chǎn)中,可以設(shè)置諸如100個(gè)及以上的氣紡噴口430,氣紡噴口430的排列方式也可以為陣列式或其他規(guī)則的排列方式,以保障噴出的聚合物溶液可以形成均勻的PM2.5過(guò)濾膜。由此,該方法可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提出了一種制備PM2.5過(guò)濾膜的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括:(1)提供基板。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,基板可以為諸如紗窗、具有孔洞結(jié)構(gòu)的過(guò)濾膜、紗布等材料形成。(2)將聚合物溶液供給至氣紡噴口,氣紡噴口與基板相對(duì)設(shè)置。并向氣紡噴口供給載氣,以便所述聚合物溶液在所述載氣的作用下由所述氣紡噴口噴出,以便在所述基板上形成所述PM2.5過(guò)濾膜。其中,聚合物溶液包括聚丙烯腈或者聚甲基丙烯酸甲酯的N,N二甲基甲酰胺溶液、尼龍的甲酸溶液或者聚乙烯醇的乙醇溶液,所述載氣為壓縮空氣、氮?dú)庖约皻鍤獾闹辽僦?,氣紡噴口處的載氣壓力為0.001MPa-100MPa,聚合物溶液供給至氣紡噴口的流速為0.001m/s-10m/s。該方法具有操作簡(jiǎn)單、易于放大生產(chǎn)、成本低廉、制備的PM2.5過(guò)濾膜透光率可控等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,還可以固定氣紡噴口,沿垂直于聚合物溶液噴出的方向,令基板勻速移動(dòng)。由此,可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)大尺寸PM2.5過(guò)濾膜的制備。根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例,還可以設(shè)置多個(gè)氣紡噴口,另多個(gè)氣紡噴口沿同一直線排列,向上述多個(gè)氣紡噴口同時(shí)供給聚合物溶液以及載氣。由此,可以擴(kuò)大在基板300上表面形成的PM2.5過(guò)濾膜的尺寸,從而可以提高制備該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的效率。下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,下面的具體的實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明的目的,而不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。另外,在下面的實(shí)施例中,除非特別說(shuō)明,所采用的材料和設(shè)備均是市售可得的。如果在后面的實(shí)施例中,未對(duì)具體的處理?xiàng)l件和處理方法進(jìn)行明確描述,則可以采用本領(lǐng)域中公知的條件和方法進(jìn)行處理。實(shí)施例1制備PM2.5過(guò)濾膜稱取5克N-N二甲基甲酰胺溶劑和0.5g聚丙烯腈(PAN)粉末,將它們分別倒入玻璃瓶中攪拌,形成微黃色的均一溶液。取1ml的注射器吸取部分溶液,裝上針頭后,將其插入針頭和氣流的連接裝置,調(diào)節(jié)氣流壓力和注射器的推進(jìn)速度。采用銅網(wǎng)作為基板。調(diào)節(jié)好后,使噴絲裝置距離基板20cm,緩慢移動(dòng)裝置,即可在基底的全部上表面形成PM2.5過(guò)濾膜。時(shí)間是10分鐘,獲得的PM2.5過(guò)濾膜的透明度是80%。延長(zhǎng)噴涂時(shí)間,還可以分別獲得透明度為72%、54%、47%以及20%的PM2.5過(guò)濾膜。不同透明度的過(guò)濾膜實(shí)物圖參考圖4。實(shí)施例2制備過(guò)程同實(shí)施例1,所不同的是,采用0.5g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)替代聚丙烯腈(PAN)粉末。延長(zhǎng)噴涂時(shí)間,還可以分別獲得透明度為86%、78%、67%、47%、36%的PM2.5過(guò)濾膜。實(shí)施例3制備過(guò)程同實(shí)施例1,所不同的是,采用0.5g的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)替代聚丙烯腈(PAN)粉末。延長(zhǎng)噴涂時(shí)間,還可以分別獲得透明度為90%、79%、57%、39%、20%的PM2.5過(guò)濾膜。實(shí)施例4制備過(guò)程同實(shí)施例1,所不同的是,采用0.5g的尼龍-66(Nylon)替代聚丙烯腈(PAN)粉末。延長(zhǎng)噴涂時(shí)間,還可以分別獲得透明度為87%、69%、54%、38%、18%的PM2.5過(guò)濾膜。實(shí)施例5其余步驟同實(shí)施例1,所不同的是,采用紗窗作為基板,制備獲得PM2.5過(guò)濾紗窗,透明度為80%。獲得的紗窗如圖5右側(cè)所示。紗窗尺寸為133×29cm。與左側(cè)沒(méi)有氣紡PAN纖維的普通紗窗相比,右側(cè)的PM2.5過(guò)濾紗窗的透過(guò)率略有降低,但仍具有較好的透光性和透氣性。PM2.5過(guò)濾性能測(cè)試PM2.5過(guò)濾膜首先,對(duì)實(shí)施例1~4制備的PM2.5過(guò)濾膜進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí),將上述PM2.5過(guò)濾膜一面置于室外,與霧霾接觸,另一面面相室內(nèi),且室內(nèi)以及室外僅通過(guò)上述PM2.5過(guò)濾膜進(jìn)行空氣流通。其中,移除效率(E%)為室內(nèi)一側(cè)濾膜處空氣中的PM2.5指數(shù)以及室外一側(cè)濾膜處空氣中的PM2.5指數(shù)之比。壓力差(ΔP)為PM2.5過(guò)濾膜兩側(cè)的壓力之差;效率因子為-ln(1-E%)/ΔP。參考圖8,不同的透明度的PAN、PVP、PMMA以及尼龍形成的PM2.5過(guò)濾膜,對(duì)于PM2.5(參考圖8中的a)、PM10-2.5(參考圖8中的b)以及PM10(參考圖8中的c)均具有較高的移除效率(不低于96.5%)。對(duì)實(shí)施例1制備的不同透明度的PAN形成的PM2.5過(guò)濾膜的壓力差進(jìn)行檢測(cè),參考圖8中的d可知,透明度為80%時(shí),該P(yáng)M2.5過(guò)濾膜的壓力差僅為124Pa,而透明度為72%時(shí),膜兩側(cè)的壓力差為173Pa。普通的紗窗兩側(cè)的壓力差為139Pa。圖8中的d中的數(shù)據(jù)整理表1所示。可以看出,不同透明度的PM2.5過(guò)濾膜均具有較好的PM2.5去除效果,膜兩側(cè)的壓力差隨透明度的下降而升高。表1樣品名稱透明度(%)移除效率(%)壓力差(Pa)效率因子(Pa-1)PAN-808099.861240.052PAN-727299.881730.038PAN-545499.902320.029PAN-474799.933380.021PAN-202099.963800.020取透明度為80%的PAN、PVP、PMMA以及尼龍形成的PM2.5過(guò)濾膜進(jìn)行掃描電子顯微鏡的測(cè)試,參考圖9,在未使用之前,上述PM2.5過(guò)濾膜均具有較為均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且構(gòu)成該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維表面較為光滑,無(wú)明顯雜質(zhì)、污染物吸附。而上述PM2.5過(guò)濾膜在霧霾天氣中使用5小時(shí)后,再次進(jìn)行掃描電子顯微鏡的測(cè)試,參考圖9可見(jiàn),PM2.5過(guò)濾膜表面均吸附了大量污染物。PM2.5過(guò)濾紗窗對(duì)實(shí)施例5制備的PM2.5過(guò)濾紗窗的過(guò)濾性能測(cè)試前,室內(nèi)空氣中PM2.5指數(shù)為52,室外的空氣污染很嚴(yán)重,PM2.5指數(shù)為700,打開(kāi)窗戶后,室內(nèi)PM2.5保持基本穩(wěn)定,沒(méi)有增長(zhǎng)現(xiàn)象存在,而原始的窗戶自帶的紗窗在窗戶打開(kāi)后10分鐘內(nèi),其對(duì)應(yīng)的PM2.5指數(shù)增加了55.7%,PM10-2.5指數(shù)增加了51.88%,PM10指數(shù)增加50%。該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗可以采用濕潤(rùn)的無(wú)紡布進(jìn)行清潔。清潔效果參考圖6。對(duì)該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。在霧霾天氣,采用該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗替代室內(nèi)紗窗,打開(kāi)窗戶并保持12h,檢測(cè)室內(nèi)外PM2.5的指數(shù)。上述穩(wěn)定性測(cè)試重復(fù)2次,測(cè)試結(jié)果參考圖10。從測(cè)試前60分鐘的測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)看,該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗在兩次的穩(wěn)定性測(cè)試中,兩次測(cè)試前60分鐘對(duì)于PM2.5以及PM10的移除效率均保持一致,并無(wú)明顯衰減,說(shuō)明該P(yáng)M2.5過(guò)濾紗窗具有較為良好的穩(wěn)定性能。對(duì)比例:為了進(jìn)一步說(shuō)明前面所述的PM2.5過(guò)濾紗窗(或采用紗窗作為基底時(shí)制備的M2.5過(guò)濾紗膜)的過(guò)濾性能與紗窗基底無(wú)關(guān),對(duì)普通的紗窗進(jìn)行PM2.5過(guò)濾性能的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果參考圖11。普通的紗窗對(duì)于PM2.5以及PM10的移除效率均不超過(guò)50%。在本說(shuō)明書(shū)的描述中,參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在本說(shuō)明書(shū)中,對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例性的,不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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