一种多功能生物滤膜及其的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种壳聚糖/静电滤棉纳米孔径生物滤膜，由壳聚糖纳米薄膜和有机静电滤棉组成，按占膜片总重量的百分含量，所述的制备过程中使用的壳聚糖溶液浓度为0.5%‑2.5%，所述的制备过程中邻苯二甲酸二丁酯所占溶液的体积百分数为0.5‑2.5%，所述的壳聚糖的含量为10~30%，所述的有机静电滤棉的含量为60~80%。

Multifunctional biological filter membrane and preparation method thereof

The present invention provides an electrostatic filter cotton / chitosan nano aperture biological membrane, composed of chitosan nano thin film and organic electrostatic filter cotton, according to the percentage content of the total weight of the diaphragm, the concentration of chitosan solution were prepared using the process described in the 0.5% 2.5%, the preparation process the volume percentage of dibutyl phthalate in solution is 0.5 2.5%, the content of chitosan was 10~30%, the content of organic cotton and the electrostatic filter for 60~80%.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能生物滤膜及其的制备方法
技术介绍
与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。目前，PM2.5污染对人们的生活影响愈加严重，多发的雾霾天气不仅影响了人们的出行和工作，更严重影响居民健康，因此，在空气质量逐渐下降的情况下，PM2.5颗粒的过滤及截留变得越来越重要。我国PM2.5过滤材料产业基础薄弱，产品结构单一，且产品价格昂贵，对PM2.5过滤材料产业发展构成严峻挑战；随着PM2.5污染的高发性问题日益突出，对PM2.5过滤材料提出更高的市场化应用要求。因此，我国急需开发具有自主知识产权的PM2.5过滤材料，建立产业技术体系，降低成本，推广产品的广泛应用。壳聚糖(chitosan,CS)是甲壳素的脱乙酞基产物,是一种天然可生物降解的聚阳离子多糖。壳聚糖具有无毒、良好的生物相容性、可生物降解性等优点,在生物医学及制药等方面的应用极其广泛。壳聚糖是自然界中唯一带正电荷的高分子氨基多糖，具有抗菌、抑菌、吸附金属离子等生物学功能，无毒副作用，并具有良好的成膜性和易化学改性性能，所有这些特点都赋予壳聚糖作为PM2.5过滤材料的优良性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能生物滤膜及其的制备方法，同时还提供了该生物过滤膜片在PM2.5口罩及空气净化中的用途。本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种壳聚糖/静电滤棉纳米孔径生物滤膜，由壳聚糖纳米薄膜和有机静电滤棉组成，按占膜片总重量的百分含量，所述的制备过程中使用的壳聚糖溶液浓度为0.5%-2.5%，所述的制备过程中邻苯二甲酸二丁酯所占溶液的体积百分数为0.5-2.5%，所述的壳聚糖的含量为10~30%，所述的有机静电滤棉的含量为60~80%。该壳聚糖/静电滤棉纳米孔径生物滤膜的制备方法，包括以下步骤：1）将壳聚糖用乙酸溶解配置成质量浓度0.5%-2.5%的溶液，搅拌至彻底溶解高温高压消毒；2）将邻苯二甲酸二丁酯溶液滴加到壳聚糖醋酸溶液中,超声混合，制备得到含0.5-2.5%（v/v）邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液，待用；3）将静电滤棉浸没于壳聚糖溶液中，使含邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液充分浸没于静电滤棉层中；4）将浸没的静电滤棉干燥后，用乙醇浸洗除去邻苯二甲酸二丁酯，即得纳米孔径孔隙的多功能PM2.5生物滤膜；优选的，一种多功能PM2.5生物滤膜，所述壳聚糖溶液的质量百分含量为1.2%，所述的邻苯二甲酸二丁酯占混合后溶液的体积百分比为1.0%，按占生物膜片总重量的百分含量，所述的壳聚糖纳米膜的含量为20%，所述的静电滤棉的含量为75%。该多功能PM2.5生物滤膜的制备方法，包括以下步骤：1）将壳聚糖用乙酸溶解配置成质量浓度1.2%的溶液，搅拌至彻底溶解高温高压消毒；2）将邻苯二甲酸二丁酯溶液滴加到壳聚糖醋酸溶液中,超声混合，制备得到含1.0%（v/v）邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液，待用；3）将静电滤棉浸没于壳聚糖溶液中，使含邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液充分浸没于静电滤棉层中；4）将浸没的静电滤棉干燥后，用乙醇浸洗除去邻苯二甲酸二丁酯，即得纳米孔径孔隙的多功能PM2.5生物滤膜。本专利技术所述的壳聚糖的脱乙酰度为94.5%。本专利技术所述多功能PM2.5生物滤膜作为PM2.5口罩和空气净化设备的应用。本专利技术的有益效果为：1）多功能性PM2.5生物过滤膜片的制备具有标准化的工艺流程，原料来源丰富，价格低廉，市场潜力大。本项目在保证所选材料安全可靠地基础上，具有明显的PM2.5颗粒截留效果，具有很强可行性；2）壳聚糖是自然界中唯一带正电荷的高分子氨基多糖，具有抗菌、抑菌、吸附金属离子等生物学功能，无毒副作用，并具有良好的成膜性和易化学改性性能，所有这些特点都赋予壳聚糖作为PM2.5过滤材料的优良性能，最终制备的壳PM2.5生物滤膜在有效过滤PM2.5颗粒的基础上，兼顾多种生物学功能；3）本品在满足PM2.5生物滤膜的PM2.5截留效果和其他多种生物学功能的同时，利用纳米技术，将PM2.5生物滤膜制作出均匀的纳米孔径结构，保证了PM2.5生物滤膜良好的透气性和水蒸气透过性，保证了使用的舒适度。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明，以下所述，仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本专利技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本专利技术的保护范围内。实施例1本实施例提供一种具体的多功能性PM2.5生物滤膜及制备方法，具体如下：1）将壳聚糖用乙酸溶解配置成质量浓度1.2%的溶液，搅拌至彻底溶解高温高压消毒；2）将邻苯二甲酸二丁酯溶液滴加到壳聚糖醋酸溶液中,超声混合，制备得到含1.0%（v/v）邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液，待用；3）将静电滤棉浸没于壳聚糖溶液中，使含邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液充分浸没于静电滤棉层中；4）将浸没的静电滤棉干燥后，用乙醇浸洗除去邻苯二甲酸二丁酯，即得纳米孔径孔隙的多功能PM2.5生物滤膜。实施例2本实施例提供一种具体的多功能性PM2.5生物滤膜及制备方法，具体如下：1）将壳聚糖用乙酸溶解配置成质量浓度1.5%的溶液，搅拌至彻底溶解高温高压消毒；2）将邻苯二甲酸二丁酯溶液滴加到壳聚糖醋酸溶液中,超声混合，制备得到含0.5%（v/v）邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液，待用；3）将静电滤棉浸没于壳聚糖溶液中，使含邻苯二甲酸二丁酯纳米颗粒的壳聚糖溶液充分浸没于静电滤棉层中；4）将浸没的静电滤棉干燥后，用乙醇浸洗除去邻苯二甲酸二丁酯，即得纳米孔径孔隙的多功能PM2.5生物滤膜。实施例3PM2.5过滤实验实验分组：以未做任何处理的静电滤棉材料为阴性对照组，以3MPM2.5过滤口罩为阳性对照组，本品材料为实验组。每组准备20个平行样品。测试过程：在一体积为1m3透明密闭容器内放置小型PM2.5测试仪，在容器一端设置一个直径为10厘米的通气口，另一端连接真空泵，使得打开真空泵后，空气可以稳定速率通过密闭容器。使用前，检查除通气口以外的装置部件密闭性。打开真空泵对密闭容器进行抽气，先测定大气中的PM2.5数据M0，再将待测样品固定在通气口部位，打开真空泵对密闭容器进行抽气，待测试仪数据稳定后，读取上面的PM2.5数据Mx。按照下面的公式，分别测定阴性对照组、阳性对照组和实验组的PM2.5截留率。R=（M0-Mx）/M0×100%统计学处理：所有数据用SPSS12.0统计软件进行统计学处理，组间比较采用t检验，P<0.05表示有显著性差异。结果：阴性对照组PM2.5颗粒截留率为83.27±2.16%，阳性对照组PM2.5颗粒截留率为93.81±2.54%，实验组PM2.5颗粒截留率为98.17±1.29%。与阴性对照组相比，阳性对照组和实验组的PM2.5颗粒截留率均超过90%且存在显著性差异（P<0.05）。表1PM2.5过滤实验测定结果（n=20）分组PM2.5颗粒截留率阴性对照组83.27±2.16%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能PM2.5生物滤膜，其特征在于：由壳聚糖纳米微孔膜和有机静电滤棉组成，所述的制备过程中使用的壳聚糖溶液浓度为0.5%‑2.5%，所述的制备过程中邻苯二甲酸二丁酯所占溶液的体积百分数为0.5‑2.5%，所述的多功能PM2.5生物滤膜中壳聚糖的含量为10~30%，所述的有机静电滤棉的含量为60~80%。

【技术特征摘要】
1.一种多功能PM2.5生物滤膜，其特征在于：由壳聚糖纳米微孔膜和有机静电滤棉组成，所述的制备过程中使用的壳聚糖溶液浓度为0.5%-2.5%，所述的制备过程中邻苯二甲酸二丁酯所占溶液的体积百分数为0.5-2.5%，所述的多功能PM2.5生物滤膜中壳聚糖的含量为10~30%，所述的有机静电滤棉的含量为60~80%。2.根据权利要求1所述的一种多功能PM2.5生物滤膜，其特征在于：所述的制备过程中使用的壳聚糖溶液浓度为1.2%，所述的制备过程中邻苯二甲酸二丁酯所占溶液的体积百分数为1.0%，所述的多功能PM2.5生物滤膜中壳聚糖的含量为20%，所述的有机静电滤棉的含量为75%。3.根据权利要求1或2所述的一种多功能PM2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔晓颖，师进生，曲郸，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37