pm2.5空氣過濾用靜電紡微納纖維材料的結構設計及性能研究

1、 學校 學校代碼 代碼：10255 學 號：1109186 東華大學 東華大學博士學位論文 博士學位論文 Doctoral Dissertation of Donghua University PM2.5 空氣過濾用靜電紡微 空氣過濾用靜電紡微/納纖維材料的 納纖維材料的結構設計 結構設計及性能研究 性能研究 TUNABLE FABRICATION OF MICRO/NANOSTRUCTURED ELECTROSPUN FIBRO

2、US MEMBRANES AND THEIR APPLICATION IN PM2.5 AIR FILTRATION 所屬 所屬學院 學院：材料科學與工程學院 材料科學與工程學院 學科 學科專業(yè) 專業(yè)：納米纖維及雜化材料 納米纖維及雜化材料 指導 指導教師 教師：丁彬 丁彬 教授 教授 作者 作者姓名 姓名：王娜 王娜 學號 學號： 1109186東華大學博士學位論文

3、 目錄 ii 學方法調控纖維表面或本體的結構和組成以實現(xiàn)其功能化。 因此， 靜電紡纖維材料在空氣過濾領域具有十分廣闊的應用前景。 本文在深入分析目前靜電紡纖維過濾材料研究中存在的主要問題的基礎上， 指出纖維及纖維膜結構的優(yōu)化設計是提升其應用性能的關鍵。本文將重點闡述靜電紡微/納米纖維過濾材料的構建方法及結構與性能關系的研究。通過構建多種微/納結構的纖維過濾膜，考察了不同纖

4、維結構的調控方法，研究了纖維微/納結構與應用性能間的構效關系， 分析了基于不同結構纖維材料的過濾性能， 揭示了影響纖維材料過濾性能的各種因素，并對微/納米纖維過濾過程中的相關理論進行了初步探索， 為實際應用提供理論支撐。 所取得的主要研究成果總結如下： （1） 以粘接結構聚氯乙烯（PVC）/聚氨酯（PU）復合纖維過濾膜的構建為出發(fā)點， 探索了不同粘接程度的 PVC/PU 復合纖維膜的制備及結構調控方法。首先通過調節(jié)同一濃度混合溶液中

5、PVC 和PU 的質量比，制備了一系列 PVC/PU 復合纖維膜。研究發(fā)現(xiàn)隨著紡絲液體系中 PU 含量的增加，相應獲得的纖維粘接程度增強，纖維膜的強度和耐磨性得到明顯改善。 并通過固定復合膜中的組成比， 采用降低紡絲液濃度的方法制備了較小纖維直徑的 PVC/PU 纖維膜， 所得復合膜的纖維形貌和三維曲孔結構賦予了其良好的過濾性能。 （2） 研究了基于聚丙烯腈（PAN）/二氧化硅（SiO2）多級結構納米纖維過濾膜的構建方法。通過對 PA