本發(fā)明屬于空氣過濾領(lǐng)域，涉及一種功能過濾材料，特別是涉及一種可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

霧霾的肆虐給人體健康帶來巨大威脅，采取有效措施對(duì)空氣進(jìn)行凈化迫在眉睫?，F(xiàn)有凈化空氣用過濾材料大多只具有過濾顆粒物的功能，且存在過濾效率低、阻力壓降大的缺陷。本發(fā)明的一種可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料的制備方法充分利用納米纖維材料直徑細(xì)、孔徑小、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效調(diào)控，得到具有空腔的納米纖維功能過濾材料，除可將顆粒物進(jìn)行高效低阻去除之外，還具有遠(yuǎn)紅外釋放功能，除可保障人體免受霧霾侵?jǐn)_之外還可提供保健作用。

現(xiàn)有空氣過濾材料涉及的技術(shù)中，包括《負(fù)離子過濾無紡布》(ZL201110407879.8)、《一種單層支撐性多功能空氣過濾膜》(CN201610244080.4)、《透光、透氣、靜電排斥PM2.5空氣過濾膜及制備方法》(CN201510307864.2)、《低阻力高效空氣過濾器》(CN201520260540.3)、《可重復(fù)使用可更換空氣過濾材料的車用空氣過濾器》(CN201420749917.7)等都涉及在宏觀上改進(jìn)空氣過濾效果，未涉及利用納米纖維構(gòu)筑本技術(shù)的特定結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有遠(yuǎn)紅外材料涉及的技術(shù)中，包括《一種具有負(fù)離子的遠(yuǎn)紅外保暖纖維》(CN201620180415.6)、《遠(yuǎn)紅外陶瓷微粉與熱塑性聚氨酯樹脂復(fù)合保健材料》(CN201310173454.4)、《納米遠(yuǎn)紅外線布》(CN200810134322.X)、《納米遠(yuǎn)紅外線貼布》(CN200710038956.0)、《能增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)紅外線產(chǎn)生效能的納米復(fù)合材料及其制作方法》(CN200910163167.9)等都未在材料內(nèi)部構(gòu)筑特殊結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其遠(yuǎn)紅外發(fā)射效果，且未涉及將遠(yuǎn)紅外功能物質(zhì)用于空氣過濾領(lǐng)域。

綜上所述，現(xiàn)有空氣過濾材料均存在過濾效率低、阻力壓降大、功能單一等問題，為克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有空氣過濾材料功能單一、過濾效率低、阻力壓降大的缺點(diǎn)，彌補(bǔ)遠(yuǎn)紅外材料在空氣過濾領(lǐng)域應(yīng)用的空白，提供一種可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料及其制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，其特征在于，包括基材以及設(shè)于基材之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括至少一個(gè)層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維雜亂聚集而成的平面層以及設(shè)于平面層之上的由納米纖維堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)，部分或全部空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，納米纖維也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)。

優(yōu)選地，所述的層級(jí)單元從下到上依次設(shè)置。

優(yōu)選地，所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層，該平面層設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

優(yōu)選地，所述的空腔結(jié)構(gòu)中納米纖維定向排列。

優(yōu)選地，所述的基材為網(wǎng)孔狀，孔的形狀為三角形、正方形、長方形或圓形，克重為10～300g/m²，材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、錦綸、纖維素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金屬。

優(yōu)選地，所述的基材網(wǎng)孔大小為1～25mm²。

優(yōu)選地，所述的納米纖維膜的孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，克重為0.01～70g/m²，堆積密度為0.006～0.084g/cm³，納米纖維膜中層級(jí)單元的個(gè)數(shù)為1～10。

優(yōu)選地，所述的平面層的纖維直徑為0.02～20μm，孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³。

優(yōu)選地，所述的每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為2.5×10⁴～5×10⁶個(gè)/cm²，空腔的高度為5～50μm，截面形狀為圓形、正方形、長方形或三角形，截面面積為20～4000μm²。

優(yōu)選地，所述的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)為碳化硅、電氣石、麥飯石、遠(yuǎn)紅外陶瓷和金屬氧化物中的至少一種，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀或短纖，每個(gè)空腔內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為0.1～1000μg。

優(yōu)選地，所述的填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為10％～90％，分布形式為均勻分布。

優(yōu)選地，所述的填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)與不可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置。

優(yōu)選地，所述的納米纖維的化學(xué)成分為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內(nèi)酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的納米纖維摻雜的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的質(zhì)量比例為0.01％～5％。

優(yōu)選地，所述的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料對(duì)0.3～10μm顆粒的過濾效率為80～100％，阻力壓降為10～100Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.8～0.99。

本發(fā)明還提供了上述的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料的制備方法，其特征是，包括：

步驟1：將可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)分散于溶劑中，形成分散液，將可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)分散于溶劑中，加入聚合物，攪拌形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒，滾筒的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起，凸起的一面與滾筒接觸，與滾筒的接觸面能夠連通至滾筒內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；基材置于滾筒上，基材的孔和滾筒上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；

步驟3：在基材上形成至少一個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：先將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層，再將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)的腔壁，然后通過將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)；最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

優(yōu)選地，所述的步驟3還包括將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層。

優(yōu)選地，所述的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)為碳化硅、電氣石、麥飯石、遠(yuǎn)紅外陶瓷和金屬氧化物中的至少一種，粒徑為0.01～3μm，分散液中含量為0.01～20wt％，紡絲溶液中含量為0.01～20wt％。

優(yōu)選地，所述的溶劑為甲酸、四氫呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的超聲攪拌的時(shí)間為5～60min，攪拌形成均勻的紡絲溶液的時(shí)間為1～50h。

優(yōu)選地，所述的聚合物為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內(nèi)酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8～40wt％。

優(yōu)選地，所述的靜電紡絲參數(shù)為電壓10～100kV，接收距離5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速20～200r/min，溫度10～40℃，濕度10～99％，時(shí)間10～300min。

優(yōu)選地，所述的滾筒的橫截面為圓形，截面積為100～1000cm²，長度L1為30～100cm，材質(zhì)為鐵、鋁、銅或其他導(dǎo)電材料；滾筒的筒壁厚度T1為2～20cm；所述的凸起規(guī)則排列在滾筒的表面，凸起的形狀為三棱柱、正方體、長方體或圓柱體，材質(zhì)與滾筒相同；所述的凸起的高度H為0.5～2mm，截面積為0.25～9mm²，厚度T2為0.1～0.5mm，相鄰兩個(gè)凸起在滾筒上的間距D為0.5～1mm；所述的孔的形狀為圓形、正方形、長方形或三角形，面積為0.01～1mm²。

優(yōu)選地，所述的刻蝕蒸汽的成分為甲酸溶液、乙酸溶液、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、碳酸鈉溶液或碳酸鎂溶液，濃度為10％～80％，蒸汽送入速度為0.1～3m/s。

優(yōu)選地，所述的刻蝕蒸汽的送入方式為間歇送入或連續(xù)送入，間歇送入的總時(shí)間為10～300min，送入：非送入的時(shí)間比例為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、4∶1、3∶1、2∶1；連續(xù)送入的時(shí)間為10～300min，蒸汽從凸起的孔中釋放速度為0.1～3m/s。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)納米纖維材料纖維直徑細(xì)、孔徑小、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)可充分使空氣過濾材料在保持高過濾效率的同時(shí)，顯著降低材料的阻力壓降，從而滿足空氣過濾材料高效低阻的性能要求，此外，納米纖維的高比表面積可承載更多的遠(yuǎn)紅外功能物質(zhì)，增強(qiáng)材料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。

(2)本發(fā)明的空腔結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步增強(qiáng)遠(yuǎn)紅外發(fā)射率，同時(shí)空腔結(jié)構(gòu)較納米纖維形成的孔徑大，可使氣流在經(jīng)過空腔是速度顯著降低，從而減小空氣流動(dòng)阻力。

(3)在與具有光滑表面的網(wǎng)孔狀基材進(jìn)行復(fù)合時(shí)，微模塊可填補(bǔ)網(wǎng)孔，避免孔狀基材的絲線附近纖維的內(nèi)嵌。

(4)可利用與網(wǎng)孔狀基材反應(yīng)的特定溶劑蒸汽作為刻蝕介質(zhì)，將刻蝕蒸汽送入滾筒，在微孔上排出，對(duì)網(wǎng)孔狀基材進(jìn)行刻蝕，增加網(wǎng)孔狀基材的粗糙度，從而增強(qiáng)納米纖維在基材表面的結(jié)合牢度。

(3)本發(fā)明的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料具備過濾效率高、阻力壓降大、遠(yuǎn)紅外發(fā)射率高等優(yōu)點(diǎn)，在空氣過濾領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料納米纖維上功能物質(zhì)的分布示意圖

圖3為靜電紡絲接收裝置示意圖。

圖4為凸起放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材11為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99.99％，平均孔徑為1μm，克重為0.1g/m²，堆積密度為0.006g/cm³，共1個(gè)層級(jí)單元。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為0.02μm，孔隙率為99.99％，平均孔徑為1μm，堆積密度為0.006g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為5×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為5μm，截面形狀為三角形，截面面積為50μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為碳化硅，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為0.1μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為10％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。填充有具備可釋放遠(yuǎn)紅外功能的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)13與不填充有具備可釋放遠(yuǎn)紅外功能的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)13間隔設(shè)置。

納米纖維的化學(xué)成分為氟化乙丙烯共聚物，納米纖維摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)碳化硅(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)碳化硅(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g氟化乙丙烯共聚物(東莞宸葳塑膠原料有限公司，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.gmm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm，孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；在基材上形成一個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)10μm顆粒的過濾效率為80％，阻力壓降為10Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.8。

實(shí)施例2

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F100型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為100g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99.9％，平均孔徑為1.5μm，克重為1g/m²，堆積密度為0.01g/cm³，共1個(gè)層級(jí)單元。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為1μm，孔隙率為99.9％，平均孔徑為1.5μm，堆積密度為0.01g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為4×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為5μm，截面形狀為長方形，截面面積為100μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為電氣石，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為1μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為15％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。填充有具備可釋放遠(yuǎn)紅外功能的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)13與不填充有具備可釋放遠(yuǎn)紅外功能的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)13間隔設(shè)置。

納米纖維的化學(xué)成分為聚苯乙烯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)電氣石(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)電氣石(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江蘇賽寶龍GP525，重均分子量250000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫危娣e為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成一個(gè)層級(jí)單元，納米紅維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓40kV，接收距離15cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為70cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓40kV，接收距離15cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)10μm顆粒的過濾效率為85％，阻力壓降為10Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.81。

實(shí)施例3

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15?；臑槿A陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99％，平均孔徑為2.5μm，克重為5g/m²，堆積密度為0.015g/cm³，共2個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為2μm，孔隙率為99％，平均孔徑為2.5μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為3.5×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為5μm，截面形狀為正方形，截面面積為200μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為麥飯石，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為2μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為20％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為尼龍6，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為0.5％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)麥飯石(粒徑為(200nm)分散于30mL溶劑四氫呋喃中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)麥飯石(粒徑為200nm)分散于30mL溶劑四氫呋喃中，加入超聲攪拌10min后，加入20g尼龍6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫?，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；在基材上形成2個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)2次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)10μm顆粒的過濾效率為90％，阻力壓降為15Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.82。

實(shí)施例4

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F80型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為80g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為95％，平均孔徑為3μm，克重為10g/m²，堆積密度為0.02g/cm³，共2個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為3μm，孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為3×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為5μm，截面形狀為圓形，截面面積為300μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為遠(yuǎn)紅外陶瓷，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為5μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為25％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為可溶性聚四氟乙烯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為0.5％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(250nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為250nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入20g可溶性聚四氟乙烯(廣州松柏化工，重均分子量30萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫危娣e為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；在基材上形成2個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間10min；如此循環(huán)共2次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)10μm顆粒的過濾效率為95％，阻力壓降為20Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.83。

買施例5

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

選擇接收基材，材質(zhì)為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為90％，平均孔徑為3.5μm，克重為15g/m²，堆積密度為0.025g/cm³，共3個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為4μm，孔隙率為90％，平均孔徑為3.5μm，堆積密度為0.025g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為2.5×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為6μm，截面形狀為三角形，截面面積為400μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為遠(yuǎn)紅外陶瓷，物質(zhì)的形態(tài)為顆粒狀，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為10μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為30％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為聚偏氟乙烯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N-甲基吡咯烷酮中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N-甲基吡咯烷酮中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚偏氟乙烯(蘇威6160，重均分子量30萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫危娣e為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成3個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓20kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間20min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間5min；如此循環(huán)3次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)10μm顆粒的過濾效率為100％，阻力壓降為25Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.84。

實(shí)施例6

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為88％，平均孔徑為4μm，克重為20g/m²，堆積密度為0.03g/cm³，共3個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為5μm，孔隙率為88％，平均孔徑為4μm，堆積密度為0.03g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為2×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為7μm，截面形狀為長方形，截面面積為600μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為碳化硅，物質(zhì)的形態(tài)為短纖，直徑為0.5μm，長度為3mm，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為50μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為35％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為聚乙烯醇縮丁醛，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)碳化硅(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)碳化硅(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚乙烯醇縮丁醛(阿拉丁P105915，重均分子量4萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；如圖4所示，滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬閳A形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成3個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)3次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)5μm顆粒的過濾效率為80％，阻力壓降為30Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.84。

實(shí)施例7

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為85％，平均孔徑為4.5μm，克重為25g/m²，堆積密度為0.035g/cm³，共4個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為6μm，孔隙率為85％，平均孔徑為4.5μm，堆積密度為0.035g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為1.5×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為8μm，截面形狀為正方形，截面面積為800μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為電氣石，物質(zhì)的形態(tài)為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為100μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為40％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為聚苯乙烯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)電氣石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)電氣石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江蘇賽寶龍GP525，重均分子量25萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成4個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)4次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)5μm顆粒的過濾效率為85％，阻力壓降為35Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.85。

實(shí)施例8

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為82％，平均孔徑為5μm，克重為30g/m²，堆積密度為0.04g/cm³，共4個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為7μm，孔隙率為82％，平均孔徑為5μm，堆積密度為0.04g/cm³；所述每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為1×10⁶個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為10μm，截面形狀為圓形，截面面積為1000μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為麥飯石，物質(zhì)的形態(tài)為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為200μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為45％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為聚酯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)麥飯石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)麥飯石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚酯(廣東睿智，重均分子量25萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫?，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成4個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)4次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)5μm顆粒的過濾效率為90％，阻力壓降為40Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.86。

實(shí)施例9

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為80％，平均孔徑為5.5μm，克重為35g/m²，堆積密度為0.045g/cm³，共5個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為8μm，孔隙率為80％，平均孔徑為5.5μm，堆積密度為0.045g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為9×10⁵個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為12μm，截面形狀為三角形，截面面積為1400μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為遠(yuǎn)紅外陶瓷，物質(zhì)的形態(tài)為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為300μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為50％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為聚醋酸乙烯，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚醋酸乙烯(阿拉丁P119359，重均分子量31萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm?？椎男螤顬檎叫危娣e為0.01mm²。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；；在基材上形成5個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)5次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)5μm顆粒的過濾效率為95％，阻力壓降為45Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.87。

實(shí)施例10

如圖1所示，本實(shí)施例的可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設(shè)于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級(jí)單元，每一層級(jí)單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設(shè)于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結(jié)構(gòu)13，部分空腔結(jié)構(gòu)13內(nèi)填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15。所述的納米纖維膜還包括一個(gè)由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設(shè)于位于最上側(cè)的層級(jí)單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網(wǎng)孔，網(wǎng)孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質(zhì)為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為78％，平均孔徑為6μm，克重為40g/m²，堆積密度為0.05g/cm³，共5個(gè)層級(jí)單元，從下到上依次設(shè)置。

納米纖維膜每一層級(jí)單元中平面層的纖維直徑為9μm，孔隙率為78％，平均孔徑為6μm，堆積密度為0.05g/cm³；每一層級(jí)單元中空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量為8×10⁵個(gè)/cm²，空腔結(jié)構(gòu)的高度為14μm，截面形狀為長方形，截面面積為1600μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)成分為遠(yuǎn)紅外陶瓷，物質(zhì)的形態(tài)為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充的可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)質(zhì)量為350μg。填充有可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)的空腔結(jié)構(gòu)占所有空腔結(jié)構(gòu)的比例為55％，被填充的空腔結(jié)構(gòu)均勻分布。

纖維的化學(xué)成分為尼龍6，納米纖維上摻雜的遠(yuǎn)紅外釋放物質(zhì)的質(zhì)量比例為1％。

上述的具備釋放遠(yuǎn)紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)遠(yuǎn)紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g尼龍6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質(zhì)為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對(duì)與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度?？涛g蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續(xù)送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規(guī)靜電紡絲裝置的儲(chǔ)存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺(tái)上排布為與上述空腔結(jié)構(gòu)13截面相同的形狀，該形狀的數(shù)量與空腔結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規(guī)靜電噴霧裝置的儲(chǔ)存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)15；在基材上形成5個(gè)層級(jí)單元，納米纖維膜的每個(gè)層級(jí)單元的形成方法包括：采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為100cm/min，基材平行運(yùn)動(dòng)速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成空腔結(jié)構(gòu)13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min，然后采用常規(guī)靜電噴霧裝置將分散液進(jìn)行靜電噴霧向空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充可釋放遠(yuǎn)紅外線的物質(zhì)，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺(tái)與基材不運(yùn)動(dòng)，溫度25℃，濕度46％，時(shí)間30min；如此循環(huán)5次，再采用常規(guī)靜電紡絲裝置將紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級(jí)單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠(yuǎn)紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對(duì)材料的過濾性能進(jìn)行測試，材料對(duì)5μm顆粒的過濾效率為100％，阻力壓降為50Pa，遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率為0.88。