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带你了解什么是电纺纳米纤维膜(ENMs)

发布日期:2022-10-31  浏览次数:824

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(元琛科技)随着社会的发展,空气污染对人类健康和生态环境具有严重危害。静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有直径小、比表面积高和孔隙率高等优点,在多种过滤领域具有潜在的应用前景。

 

如何制备电纺纳米纤维膜?

 

静电纺丝是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动并发生形变,然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化,最终得到纤维状物质。主要分为三个阶段,第一阶段,喷射细流的产生及其沿直线的初步拉伸;第二阶段,非轴对称鞭动不稳定的产生使射流进一步拉伸,这一阶段还有可能伴随着一股细流分裂为多股细流;第三阶段,细流干燥固化成亚微米或纳米级纤维,这一阶段纤维固化以无序状排列于收集装置上,形成类似非织造布的纤维毡。

元琛科技

1、空气过滤
大多数空气过滤材料无法平衡高过滤效率和低压降之间的矛盾。电纺纳米纤维膜具有大的表面积与体积之比,可调节的多孔结构以及简单的制备工艺,使其成为过滤材料的合适候选者。

 

通常来说,不同层纤维堆叠与含颗粒气流的通过性有关,紧密堆积的纤维使得孔径形态曲折度低,导致其空隙率低,一般此类材料的空气阻力压降大。而对于不同层之间纤维能够无规排列同时形成蓬松的三维立体空间孔径结构的纤维空气过滤材料,由于较大的孔径曲折度,使得其孔隙率远高于密实结构的纤维空气过滤材料的孔隙率,从而使其具有更低的空气阻力。静电纺纳米纤维的结构及排列结构决定了纤维膜的孔径、孔隙率和孔道曲折结构,可改变气流中颗粒物的运动轨迹,最终体现为滤料的过滤效率和阻力压降。

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2、污水过滤
静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在去除水中染料方面,具有极大的潜力,可通过两种方式制备电纺功能纳米纤维膜。一种是利用磁性纳米粒子表面修饰纳米纤维膜,这种技术成本低,通过直接施加外部磁场就可便携地回收磁性纳米纤维以及部分脱落的磁性粒子。另一种是使用具有功能活性的聚合物材料制备电纺纳米纤维膜,这种膜本身对染料具有一定的吸附能力,且易通过后处理技术赋予纳米纤维新的功能,可实现对有色染料的多级协同去除效果。

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近年来, 中国在静电纺纳米纤维应用于环境领域中的研究取得了重要进展, 相信在各方的共同努力下,中国纳米纤维材料在环境领域的应用必将实现更大的飞越。(元琛科技