一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料制造技术

本发明专利技术公开了一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。本发明专利技术较其它方法具有改性功能强大、成本低廉、能耗低及产量大的特点，从而可以实现过滤材料的大规模生产制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保处理
，具体涉及一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料。
技术介绍
近年来，随着科技的进步与工业的不断发展，经济增长速度过快使得环境污染引起的周围空气质量下降问题日益严重。环境监测中心对PM10（可吸入颗粒，大气中直径小于或是等于10微米的颗粒物）以及PM2.5（可入肺颗粒，大气中直径小于或是等于2.5微米的颗粒物）的检测力度增加，目前国内华北、华东等城市地区，大气中的PM2.5含量严重超标，造成众所周知的灰霾天气，严重危害人类的健康。PM2.5颗粒物是空气中有毒、有害物质良好的载体，可无阻挡直接进入到人类的肺部，使肺癌等疾病的发病率极大增加。对PM2.5的控制与防护对于人类的健康和人类社会的和谐发展至关重要。随着科学技术的进步与生态环境的恶化，生活中、医药上的细菌、病毒无时不危害着人类的健康。通常病毒的直径大约在200nm左右，因此采用单纯的空气过滤材料过滤很难达到较理性的目的，因此抗菌杀毒材料的研发对于解决细菌、病毒对人类的危害也是很有必要。将抗菌剂以特定方法附着在纤维过滤材料上，在过滤过程中，与空气中的细菌、病毒结合，起到杀死病菌保护人类健康的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，本专利技术较其它方法具有改性功能强大、成本低廉、能耗低及产量大的特点，从而可以实现过滤材料的大规模生产制备。一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。所述复合纳米纤维高效过滤材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂进行混合，搅拌均匀，得到混合树脂材料；步骤2，将混合树脂材料进行静电纺丝，得到混合纳米纤维；步骤3，将混合树脂纤维进行抗菌剂溶液浸泡吸附，得到负载型复合纳米纤维；步骤4，将负载型复合纳米纤维进行中温预氧化；步骤5，将预氧化后的纳米纤维进行高温烧结，直至碳化，得到复合纳米纤维；步骤6，将复合纳米纤维进行混纺，即可得到复合纳米纤维高效过滤材料。所述步骤1中的PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂的配比为1:1.6-3：1.1-2.1。所述步骤2中的抗菌剂溶液采用纳米锌和纳米铜为原材料，以聚乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，混合制成抗菌剂溶液，所述浸泡时间为20-40min。所述纳米锌与纳米铜的配比为3:0.3-0.9。所述抗菌剂溶液的配方为原材料10-20份、聚乙二醇50-80份、聚乙烯吡咯烷酮3-6份。所述步骤4中的中温预氧化温度为100-350℃，预氧化时间为30-80min，预氧化压力为3-7kPa。所述步骤5中的高温烧结温度为800-950℃，烧结时间为2-5h，烧结保护气采用惰性气体，压力为5-9kPa。所述步骤6还包括混纺后采用乙醇浓度为40-60%的乙醇水溶液进行超声清洗，然后自然晾干。所述超声清洗频率为1-1.4MHz，超声时间为3-6min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用混合树脂作为碳纤维和碳硅纤维材料的预制材料，能够充分混合，同时保证碳纤维和碳硅纤维的相容性，保证两者的直接的强力复合，形成多碳的碳硅纤维材料。2、本专利技术采用在纳米树脂纤维丝表面进行抗菌剂附着，通过抗菌剂在加热烧结过程中形成的氧化金属，不仅能够增加碳纤维和碳硅纤维对抗菌材料的连接性，而且能够大大提高表面抗菌剂的裸露，增加抗菌效果。3、本专利技术较其它方法具有改性功能强大、成本低廉、能耗低及产量大的特点，从而可以实现过滤材料的大规模生产制备。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述：实施例1一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。所述复合纳米纤维高效过滤材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂进行混合，搅拌均匀，得到混合树脂材料；步骤2，将混合树脂材料进行静电纺丝，得到混合纳米纤维；步骤3，将混合树脂纤维进行抗菌剂溶液浸泡吸附，得到负载型复合纳米纤维；步骤4，将负载型复合纳米纤维进行中温预氧化；步骤5，将预氧化后的纳米纤维进行高温烧结，直至碳化，得到复合纳米纤维；步骤6，将复合纳米纤维进行混纺，即可得到复合纳米纤维高效过滤材料。所述步骤1中的PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂的配比为1:1.6：1.1。所述步骤2中的抗菌剂溶液采用纳米锌和纳米铜为原材料，以聚乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，混合制成抗菌剂溶液，所述浸泡时间为20-40min。所述纳米锌与纳米铜的配比为3:0.3。所述抗菌剂溶液的配方为原材料10份、聚乙二醇50份、聚乙烯吡咯烷酮3份。所述步骤4中的中温预氧化温度为100℃，预氧化时间为30min，预氧化压力为3kPa。所述步骤5中的高温烧结温度为800℃，烧结时间为2h，烧结保护气采用惰性气体，压力为5kPa。所述步骤6还包括混纺后采用乙醇浓度为40%的乙醇水溶液进行超声清洗，然后自然晾干。所述超声清洗频率为1MHz，超声时间为3min。实施例2一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。所述复合纳米纤维高效过滤材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂进行混合，搅拌均匀，得到混合树脂材料；步骤2，将混合树脂材料进行静电纺丝，得到混合纳米纤维；步骤3，将混合树脂纤维进行抗菌剂溶液浸泡吸附，得到负载型复合纳米纤维；步骤4，将负载型复合纳米纤维进行中温预氧化；步骤5，将预氧化后的纳米纤维进行高温烧结，直至碳化，得到复合纳米纤维；步骤6，将复合纳米纤维进行混纺，即可得到复合纳米纤维高效过滤材料。所述步骤1中的PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂的配比为1: 3： 2.1。所述步骤2中的抗菌剂溶液采用纳米锌和纳米铜为原材料，以聚乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，混合制成抗菌剂溶液，所述浸泡时间为40min。所述纳米锌与纳米铜的配比为3: 0.9。所述抗菌剂溶液的配方为原材料20份、聚乙二醇80份、聚乙烯吡咯烷酮6份。所述步骤4中的中温预氧化温度为350℃，预氧化时间为80min，预氧化压力为7kPa。所述步骤5中的高温烧结温度为950℃，烧结时间为5h，烧结保护气采用惰性气体，压力为9kPa。所述步骤6还包括混纺后采用乙醇浓度为60%的乙醇水溶液进行超声清洗，然后自然晾干。所述超声清洗频率为1.4MHz，超声时间为6min。实施例3一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。所述复合纳米纤维高效过滤材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂进行混合，搅拌均匀，得到混合树脂材料；步骤2，将混合树脂材料进行静电纺丝，得到混合纳米纤维；步骤3，将混合树脂纤维进行抗菌剂溶液浸泡吸附，得到负载型复合纳米纤维；步骤4，将负载型复合纳米纤维进行中温预氧化；步骤5，将预氧化后的纳米纤维进行高温烧结，直至碳化，得到复合纳米纤维；步骤6，将复合纳米纤维进行混纺，即可得到复合纳米纤维高效过滤材料。所述步骤1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，其特征在于：它由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，其特征在于：它由碳纤维和碳硅纤维复合基材和基材表面的无机抗菌剂，所述无机抗菌剂采用掺杂铜的氧化锌。2.根据权利要求书1所述的一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，其特征在于，所述复合纳米纤维高效过滤材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂进行混合，搅拌均匀，得到混合树脂材料；步骤2，将混合树脂材料进行静电纺丝，得到混合纳米纤维；步骤3，将混合树脂纤维进行抗菌剂溶液浸泡吸附，得到负载型复合纳米纤维；步骤4，将负载型复合纳米纤维进行中温预氧化；步骤5，将预氧化后的纳米纤维进行高温烧结，直至碳化，得到复合纳米纤维；步骤6，将复合纳米纤维进行混纺，即可得到复合纳米纤维高效过滤材料。3.根据权利要求书2所述的一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，其特征在于，所述步骤1中的PAN与环氧树脂、环氧改性有机硅树脂的配比为1:1.6-3：1.1-2.1。4.根据权利要求书2所述的一种抗菌的复合纳米纤维高效过滤材料，其特征在于，所述步骤2中的抗菌剂溶液采用纳米锌和纳米铜为原材料，以聚乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘涛，
申请(专利权)人：甘涛，
类型：发明
国别省市：福建;35