具有空气滑移效应的纳米纤维材料的制备及其PM2.5净化性能研究

摘要

严重的雾霾污染对人体健康造成了巨大威胁,尤其是可入肺PM2.5已造成全球每年300多万人过早死亡,因此,开发高效低阻空气过滤材料迫在眉睫.现有的个体防护用过滤材料主要为熔喷驻极材料,其纤维直径粗、厚度大,存在呼吸阻力大的缺点,导致脑部血氧不足,且其驻极效果易衰减,从而引发安全问题.本研究通过构建静电纺纳米单纤维及纤维膜内部气流场分布模型并引入平衡因子T=df/d2,揭示了纤维直径、孔径与气体分子滑移行为间的构效关系,制备出一种具有显著滑移效应的高效低阻净化材料,其对PM2.5的净化效率为99.09％,压阻仅为29.5Pa,在20次循环净化过程中始终保持15min的高净化速率(PM2.5从500μg m-3降至35μg m-3),为具有长效使用稳定性的高效低阻PM2.5净化材料的设计提供了新思路.