DOI:10.1016/j.micromeso.2020.110252

本研究成功地将聚氨酯引导的固体颗粒应用于聚丙烯腈纤维表面的芯-鞘电纺纤维中，并将其用于去除室内空气污染中的丙酮。使用同轴静电纺丝工艺比较了单流体静电纺丝和同轴静电纺丝之间的差异。透射电子显微镜图像显示，聚氨酯粘合的非纺固体MCM-41很好地包裹在聚丙烯腈纤维的外侧。通过使用MCM-41和PU中的官能团以及纤维的高比表面积，可将其用于处理室内低浓度的丙酮。吸附结果表明，当丙酮的初始浓度为10ppm时，使用PU@10MCM/PAN可实现有效吸附，其最大吸附量为10.32μg/g。Langmuir和Freundlich模型可用于描述该过程，实验值与Langmuir模型吻合良好。解吸结果表明，在重复使用5个循环后，其吸附量甚至可以保持均衡。本文介绍了聚氨酯/聚丙烯腈芯鞘电纺纤维的制备方法和应用机理。这项工作表明，该新型纤维结构为空气净化器的吸附系统提供了理论基础，可以有效地防止有害有机气体侵入人体。

图1.用于制备巢状蜂窝纤维的静电纺丝测试设备：（a）设备的布置；（b）封闭鞘液时电纺纤维的纺丝过程；（c）形成完美泰勒锥的同轴纤维；（d）图为高压静电的引入。

图2.同轴电纺纤维示意图。

图3.纤维的FE-SEM图像及其按比例放大的图片：（a）PU-PAN，（b）PU-PAN（放大），（c）PU/PAN，（d）PU-PAN（放大）

图4.芯鞘纤维的FE-SEM图像及其按比例放大的图片：（a）PU@2.5%MCM/PAN，（b）PU@2.5%MCM/PAN（放大），（c）PU@5％MCM/PAN，（d）PU@5％MCM/PAN（放大），（e）PU@10％MCM/PAN，（f）PU@10％MCM/PAN（放大）。

图5.芯鞘纤维的ATR-FTIR光谱。

图6.PU@10％MCM/PAN表面的扫描光谱。

图7.芯鞘纤维的吸附机理。

图8.不同添加产品的电纺纤维的接触角。

图9.纤维的应力-应变曲线。

图10.纤维对丙酮的吸附能力。

图11,纤维的可再利用性。