一、背景 |
目前使用较多的口罩为医用外科口罩,它主要包含三层结构,外层有阻水层,用来防止飞沫进入口罩内层;中间层为熔喷聚丙烯无纺布,由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的纤维膜,纤维直径范围0 .5~10微米,可以过滤细菌悬浮颗粒,是最重要的核心层;口罩内层为普通无纺布,主要用于吸湿功能(符合国标 GB/T 32610-2016)。医用外科口罩可阻隔90%的微小颗粒,但是对有机有害物和细菌病毒达不到理想的防护作用,并且佩戴时间短,每4小时需要更换一次。N95口罩净化空气效果最好,但是N95口罩属于工业性防尘口罩,其层数多、密闭性好,容易使人出现呼吸不畅、缺氧等情况,不宜长时间佩戴。 |
二、实验步骤 |
1)将20mL的氧化铝溶胶加入至20mL去离子水中,随后加入分子量为36×104的PVP作为助纺剂混合并磁力搅拌8h,制得可纺性陶瓷前驱体溶胶;其中,助纺剂与氧化铝的质量 比为1:10; |
2)将可纺性陶瓷前驱体溶胶置于高压静电纺丝设备中进行纺丝,得到氧化物前驱体纤维膜;其中,纺丝条件包括:纺丝电压为18kV,纺丝距离为15cm,纺丝温度为28℃,推注速度为0.6mL/h; |
3)将氧化物前驱体纤维膜进行高温烧结,得到厚度为100μm的氧化物纳米纤维层; 其中,烧结条件包括:升温速度为5℃/min,烧结温度为900℃,保温时间200min; |
4)将凹凸棒与水以质量比1:10混合并经细胞破碎机处理10min后,得到凹凸棒分散液; 将凹凸棒分散液与银离子掺杂二氧化钛溶胶混合并搅拌1h,得到凹凸棒-银离子掺杂钛溶胶喷涂液;其中,凹凸棒分散液中的凹凸棒与银离子掺杂二氧化钛溶胶的质量比为100:3; |
5)将凹凸棒-银离子掺杂钛溶胶喷涂液喷涂于氧化物纳米纤维层上,刷涂厚度为 100μm,在500℃下经热处理2h后,即得到银离子掺杂二氧化钛包覆的凹凸棒-氧化物纳米纤维层。 |