一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法技术

本申请公开了一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法。所述空气净化用易降解杀菌过滤材料包括外层膜、中间层膜以及内层膜，所述中间层膜位于所述外层膜和所述内层膜之间；所述中间层膜包括以下质量份的原料：钛酸四异丙酯8

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法


[0001]本申请涉及空气净化
，更具体地说，它涉及一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]气溶胶飞沫类传播病毒是引起各类呼吸道传染病的一个重要因素。为了减少细菌、病毒的传播，通常采用专用的杀菌消毒设备，例如紫外线杀菌器、辐射杀菌器、高温杀菌器等，对人类生活环境、生活物品等进行消毒杀菌。然而，上述的杀菌消毒设备成本较高，并且均难以与空气净化器、空调过滤装置、呼吸防护装备配合使用，使得在室内环境中，难以减少空气中的细菌、病毒对人类的侵害。因此，杀菌消毒设备不适用于大规模民用。
[0003]为了解决上述问题，目前在人类社会生活中，通常采用口罩、空气净化器、空调滤芯等。
[0004]然而，现在大规模使用的口罩、空气净化器和空调滤芯等大多由聚丙烯(PP)加工制成，抗菌、过滤性能较差，并且使用废弃后难以降解，造成了严重的白色污染问题，严重威胁生态环境。

技术实现思路

[0005]为了提高杀菌过滤材料的杀菌、易降解、过滤性能，本申请提供了一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法，采用如下技术方案。
[0006]第一方面，提供一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，所述材料包括外层膜、中间层膜以及内层膜，所述中间层膜位于所述外层膜和所述内层膜之间；所述中间层膜包括以下质量份的原料：钛酸四异丙酯8
‑
10份、异丙醇70
‑
80份、水25
‑
25份、0.02/>‑
5mol/L的银盐溶液0.6
‑
1.2份、BaTiO
3 1
‑
3份、聚乳酸10
‑
30份、有机溶剂100
‑
150份。
[0007]通过采用上述技术方案，本专利技术提供的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料及其制备方法，采用同轴静电纺丝原位生长法使载银二氧化钛晶体均匀沉积到聚乳酸/BaTiO3纳米纤维膜表面上，获得具有高表面电位的中间层膜，并通过与聚乳酸亲/疏水性无纺布按顺序热压成型。中间层膜性能参数：断裂强度为18.3
‑
22.5MPa，杀菌率99.01
‑
99.97％，表面电位为12.2
‑
17.2kV，PM
2.5
过滤效率为98.8
‑
99.9％，空气阻力低于90Pa，不仅具有长效杀菌、高效过滤、空气阻力低等系列优势，还具有良好的生物相容性和全降解性，应用前景广阔。
[0008]可选的，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺中的一种或几种。
[0009]可选的，所述有机溶剂为质量比为3
‑
5:1的二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合液。
[0010]可选的，所述银盐溶液为硝酸银溶液、氯化银溶液、硫酸银溶液中的一种或几种。
[0011]可选的，所述外层膜和所述内层膜均为聚乳酸无纺布。
[0012]通过采用上述技术方案，使得空气净化用易降解杀菌过滤材料具有良好的杀菌性
能和全降解性。
[0013]可选的，所述外层膜为疏水性聚乳酸无纺布，所述内层为亲水性聚乳酸无纺布。
[0014]通过采用上述技术方案，使得水分不易通过空气净化用易降解杀菌过滤材料的中间层膜的杀菌和过滤性能，同时，在空气净化用易降解杀菌过滤材料用以制备口罩时，还能够吸收人体呼气产生的水分，使得口罩与人体面部接触的一面能够保持干爽。
[0015]第二方面，提供一种空气净化用易降解杀菌过滤材料的制备方法，所述材料包括外层膜、中间层膜以及内层膜，所述中间层膜位于所述外层膜和所述内层膜之间；所述方法包括以下步骤：
[0016]S1、将钛酸四异丙酯与异丙醇总量的2/5混合均匀，得到混合液I，将水总量的1/2和异丙醇总量的1/10混合均匀，得到混合液II，将混合液I滴入混合物II中，然后加入0.02
‑
5mol/L的银盐溶液，搅拌至混合均匀，于200
‑
5000W的微波、120
‑
190℃下反应30
‑
70min，反应结束后离心、洗涤、干燥、450
‑
550℃煅烧3
‑
4h，制备得到锐钛型载银二氧化钛；S2、将BaTiO3和聚乳酸加入有机溶剂中，22
±
3℃下磁力搅拌至混合均匀，得到聚乳酸/BaTiO3纺丝溶液；S3、将水总量的1/2和异丙醇总量的1/2混合均匀，得到混合液III，将锐钛型载银二氧化钛分散于0
±
3℃的混合液III中，然后与聚乳酸/BaTiO3纺丝溶液共纺，采用同轴静电纺丝技术得到所述中间层膜；S4、对所述外层膜、所述中间层膜以及所述内层膜进行热压，冷却后得到所述空气净化用易降解杀菌过滤材料。
[0017]可选的，在所述S1中，干燥温度为60
‑
120℃，干燥时间为6
‑
48h。
[0018]可选的，在所述S3中，纺丝电压为10
‑
50kV，纺丝溶液消耗速率为0.1
‑
10mL/h，接收距离为10
‑
25cm。
[0019]可选的，在所述S4中，热压温度为80
‑
130℃，热压压力为0.1
‑
10MPa，热压时间为3
‑
10min。
[0020]综上所述，本申请至少具有以下有益效果：
[0021]1.本申请中的空气净化用易降解杀菌过滤材料，包括中间层膜、外层膜、内层膜，其中中间层膜通过各原料之间的相互协同作用提高了其杀菌、过滤性能以及力学性能，从而使得空气净化用易降解杀菌过滤材料具有优良的杀菌、过滤性能；
[0022]2.本申请中的空气净化用易降解杀菌过滤材料，均采用了聚乳酸材料，具有良好的生物相容性和全降解性；
[0023]3.本申请中的空气净化用易降解杀菌过滤材料，通过同轴静电纺丝技术制备得到的中间层膜，使得锐钛型载银二氧化钛均匀、稳定的负载于纳米纤维膜上，提高了中间层膜的杀菌性能，从而能够提高空气净化用易降解杀菌过滤材料的杀菌性能。
附图说明
[0024]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的空气净化用易降解杀菌过滤材料的结构示意图；
[0026]图2为本申请实施例提供的微生物气溶胶过滤测试系统的系统架构示意图；
[0027]图3为本申请实施例提供的纳米颗粒稳定性测试系统的系统架构示意图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述材料包括外层膜、中间层膜以及内层膜，所述中间层膜位于所述外层膜和所述内层膜之间；所述中间层膜包括以下质量份的原料：钛酸四异丙酯8
‑
10份、异丙醇70
‑
80份、水25
‑
25份、0.02
‑
5mol/L的银盐溶液0.6
‑
1.2份、BaTiO
3 1
‑
3份、聚乳酸10
‑
30份、有机溶剂100
‑
150份。2.根据权力要求1所述的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺中的一种或几种。3.根据权力要求2所述的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述有机溶剂为质量比为3
‑
5:1的二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合液。4.根据权力要求1所述的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述银盐溶液为硝酸银溶液、氯化银溶液、硫酸银溶液中的一种或几种。5.根据权力要求1至4任一项所述的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述外层膜和所述内层膜均为聚乳酸无纺布。6.根据权力要求5所述的一种空气净化用易降解杀菌过滤材料，其特征在于，所述外层膜为疏水性聚乳酸无纺布，所述内层为亲水性聚乳酸无纺布。7.一种空气净化用易降解杀菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述材料包括外层膜、中间层膜以及内层膜，所述中间层膜位于所述外层膜和所述内层膜之间；所述方法包括以下步骤：S1、将钛酸四异丙酯与异丙醇总量的2/5混合均匀，得到混合液I，将水总量的1/2和异丙醇总量的1/10混合均匀，得到混合液II，将混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金佗，梁琛裕，徐欢，何新建，王亮，符亮亮，李冠雯，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：