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多位专家关于纳米纤维膜空气过滤器最新研究进展
2018/7/12 11:10:41 易丝帮 0 条评论 邀请点评

    颗粒物(PM)污染对人类健康的危害,已成为最严重的环境问题之一。因此,开发具有成本效益和高能效的空气过滤器极为迫切。纳米纤维膜由于其具有高比表面积和气流在表面上的滑移效应而被广泛研究用于PM过滤。近日,来自清华大学的朱宏伟教授课题组采用静电纺丝技术可控地制备了具有橄榄状珠子串结构和高孔隙率的氧化石墨烯/聚丙烯腈(GOPAN)复合纳米纤维膜,在空气过滤方面取得了新进展。

    作为空气过滤器,纤维间空隙的GO膨胀产生的橄榄状结构显着降低了空气过滤器的压降。在低压降(8Pa)下,GOPAN膜的PM2.5去除效率表现出最高的效率(99.97%)。空气过滤器性能的显着提高归功于GO和设计的橄榄状珠子宏观结构。因此,在这项工作中开发的GOPAN复合膜具有开发和制造新一代过滤介质的巨大潜力。相关工作已经发表于J Membrane Science,2018, 555, 85.

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    多孔聚(乳酸)/沸石咪唑酯骨架-8电纺纤维膜:

    南京大学王新龙老师课题组将沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)的纳米颗粒掺入聚(乳酸)(PLA)中制备了多孔电纺膜。采用扫描电子显微镜(SEM),BET测试,X射线衍射(XRD),拉伸测试,傅立叶红外光谱(FT-IR),紫外-可见光谱,热重分析(TGA)和光电子能谱(XPS)研究了膜的形貌、力学性能以及PM捕获过程和容量。结果表明,通过改变ZIF-8的含量可以成功地控制纤维的直径和纳米级多孔结构。与纯PLA膜相比,PLA/ZIF-8膜显示出更好的机械性能。PM捕获测量表明,与纯PLA膜相比,PLA/ZIF-8多孔膜的PM2.5去除效率显著增强。此外,制备的多孔膜还显示出低压降和良好的再循环性能。相关工作发表于Chemical Engineering Journal,2018,338,82.

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    具有高颗粒物去除效率和热触发阻燃性能的核壳纳米纤维材料:

    传统的空气过滤材料受到三个关键问题的限制:(1)过滤效率低,特别是对于1μm以下的颗粒物(PM); (2)过滤器上的大气压下降,需要高能量输入才能克服;(3)粉尘爆炸和火灾等安全隐患。斯坦福大学崔毅教授课题组开发了一种“智能”多功能材料,能够以高效率和极低的压降捕获PM,同时具有阻燃设计。这种多功能性是通过核-壳纳米纤维设计实现的,其中极性聚合物尼龙-6为壳,阻燃磷酸三苯酯(TPP)为核心。在80%光学透射率下,多功能材料对PM2.5的捕获效率为99.00%,PM10-2.5的捕获效率为> 99.50%,在0.5ms的流速下压降仅为0.25kPa(大气压的0.2%)-1。此外,在直接点火试验中,多功能材料表现出非凡的阻燃性; 滤液污染的过滤器的自熄时间几乎是瞬时的(0 s/g),而未改性的尼龙-6的自熄时间是150 s/g。相关工作已经发表于ACS Central Science,2018,DOI: 10.1021/acscentsci.8b00285

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该领域最新研究成果汇总:

                            题目
作者发表日期   期刊           链接地址

RGO-Functionalized Polymer Nanofibrous Membrane with Exceptional Surface Activity and Ultra-Low Airflow Resistance for PM2.5 Filtration


Guosheng Shao


6 July 2018


Environmental

 Science: Nano

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/en/c8en00468d/unauth#!divRelatedContent&articles

Core–Shell Nanofibrous Materials with High Particulate Matter Removal Efficiencies and Thermally Triggered Flame Retardant Properties


    Yi Cui


2 July 2018


ACS Central 

Science

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.8b00285

Silk protein nanofibers for highly efficient, eco-friendly, optically translucent, and multifunctional air filters


Sunghwan Kim


25 June 2018


Scientific Reports

https://www.nature.com/articles/s41598-018-27917-w
Novel transparent nano-pattern window screen for effective air filtration by electrospinning

Wencong Liu

15 June 2018

Materials Letters

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.03.110

Washable antimicrobial polyester/aluminum air filter with a high capture efficiency and low pressure drop

Hye Moon Lee

5 June 2018

Journal of  Hazardous Materials

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.02.043

Morphology controlled porous poly(lactic acid)/zeolitic imidazolate framework-8 fibrous membranes with superior PM2.5 capture capacity

Xinlong Wang

15 April 2018

Chemical Engineering Journal

https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.01.025

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文章关键词: 纳米纤维 , 空气过滤
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