用于空气净化的双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备制造技术

本发明专利技术公开了一种用于空气净化的双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备，通过静电纺丝法制备了PAN纳米纤维膜，然后，采用DA与G617作为处理剂，量对膜表面润湿。并对改性前后PAN膜的疏水疏油性能、表面形貌以及化学组成进行表征。改性后PAN膜的耐磨性强，具有双疏性能，可以用在油/水、油/油分离领域和油水乳液分离领域。在油/水、油/油分离领域和油水乳液分离领域。

【技术实现步骤摘要】
用于空气净化的双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备


[0001]本专利技术属于膜制备领域。

技术介绍

[0002]近年来，人们在进行膜蒸馏或过滤实验时发现， 许多疏水膜容易吸附杂质而导致膜污染或润湿而降 低其使用性能。为解决这类问题，需要对膜表面进 行疏水疏油改性而制备双疏膜。双疏膜是指同时具 有疏水、疏油性的膜，通常其表面自由能较低，具有 无污染、自清洁等特性。双疏表面在工农业生产和 人们的日常生活中有广泛的应用前景，如洗涤、 纺织、管道运输、镁空气电池等领域制备疏水膜的技术有等离子体法、溶胶 － 凝胶法和静电纺丝法等丝点。常用于静电纺丝 的 材 料 有 聚 丙 烯 腈 ( PAN ) 、聚 乙 烯醇(PVA) 、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子材料。由于 PAN 具有良好的纺丝性能、耐日晒性和耐化学试剂等特点，利用静电纺丝法制备 PAN纳米纤维已成为研究热点之一。目前，虽然通过静电纺丝技术制备疏水膜的研究很多，但制备 PAN 基疏水膜的研究仍显不足，制备 PAN 基双疏膜的研究更少。
[0003]为使疏水膜能够达到双疏效果，需要用低表面自由能的物质对其进行表面改性。硅氧烷和含氟材料是两类常用的低表面自由能物质。十三氟辛基三乙氧基硅烷(G617)是一种含氟硅烷偶联剂，可显著地降低表面自由能。近年来，通过表面覆盖黏性剂来促进改性物质黏附在物质表面从而加强表面改性效果方面的研究较多。张娇娇等 ［15］利用多巴胺(DA)的超强黏附性对 PAN 纳米纤维进行表面改性，并考察其油水分离性能，但只研究了膜通量和力学性能等，并没有深入地探讨表面润湿效果、耐磨性及其在油/油分离领域的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术通过静电纺丝法制备了 PAN 纳米纤维膜，并探讨了静电纺丝过程中的各因素对 PAN 纤维形貌的影响。然后，采用 DA 与 G617 作为处理剂，分别研究 DA 与 G617 的含量对膜表面润湿效果的影响，并对改性前后 PAN 膜的疏水疏油性能、表面形貌以及化学组成进行表征，最后考察了改性后 PAN 膜的耐磨性以及其在油/水、油/油分离领域和油水乳液分离领域的应用。
[0005]纺丝液的配制及 PAN 纤维膜的制备称取 2. 4 g PAN，将其放入 100 mL 的烧杯中，用滴管向烧杯中缓慢加入 15 g DMF，然后将烧杯放入水浴锅(80 ℃)加热至 PAN 完全溶解，随之将烧杯中的溶液倒入 50 mL 的单口烧瓶内，于 80 ℃磁力搅拌 12 h，配成 PAN 质量分数为 13. 8%的纺丝液。按上述步骤，分别配制 PAN 质量分数为 9. 1%、9. 9%、10. 7%、12. 3%、15. 3%的纺丝液。利用自行组装的静电纺丝装置对上述纺丝液进行纺丝，在外加纺丝电压 15 kV、喷丝头与接收装置间的距离 15 cm、纺丝溶液的流速 0. 5 mL/h 的条件下制备 PAN 纤维膜。按上述步骤，将 PAN 质量分数为 13. 8%的纺丝液分别在 16、18、19、20 kV 电压下进行纺丝。将所得纤
1. 0 和 S 1. 5 膜，在氮气保护下于室温反应 24 h，最后在 60 ℃下真空烘干。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于空气净化的双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备，其特征在于，（1）纺丝液的配制及 PAN 纤维膜的制备：称取 2. 4 g PAN，将其放入 100 mL 的烧杯中，用滴管向烧杯中缓慢加入 15 g DMF，然后将烧杯放入水浴锅(80 ℃)加热至 PAN 完全溶解，随之将烧杯中的溶液倒入 50 mL 的单口烧瓶内，于 80 ℃磁力搅拌 12 h，配成 PAN 质量分数为 13. 8%的纺丝液；（2）纺丝过程：利用静电纺丝装置对上述纺丝液进行纺丝，在外加纺丝电压 15 kV、喷丝头与接收装置间的距离 15 cm、纺丝溶液的流速 0. 5 mL/h 的条件下制备 PAN 纤维膜；（3）将所得纤维膜放入 80 ℃ 真空烘箱干燥 12 h，备用；（4）DA 预处理：在 100 mL 的烧杯中分别加入等量的40 mL去离子水，然后称取等量的 0. 1 g Tris 溶解在去离子水中，待溶解完全后向其中加入 pH 值为 1 的盐酸，调节溶液 pH 值至 8. 5;随后向上述烧杯的混合溶液分别加入 0. 5-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁茜，李冬燕，蒋杰，贺栋，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，
类型：发明
国别省市：