一种空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107486033A(43)申请公布日2017.12.19(21)申请号201710649269.6(22)申请日2017.08.01(71)申请人东华大学地址200050上海市长宁区延安西路1882号(72)发明人丁彬张世超唐宁刘丽芳印霞俞建勇(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人翁若莹王文颖(51)Int.Cl.B01D71/10(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法。所述制备方法为：将细菌纤维素膜机械解离并分散于不溶性溶剂中，通过加入分散剂形成稳定的细菌纤维素纳米纤维悬浮液；采用同步超声过滤方法将细菌纤维素纳米纤维悬浮液铺在多孔纤维基材表面形成湿态复合纤维膜；脱除湿态复合纤维膜中的残留溶剂获得未改性的复合纤维膜；对未改性的复合纤维膜进行表面疏水改性处理获得表面具有完全覆盖的连续二维网状结构的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜。所述复合膜的表面为细菌纤维素纳米纤维所形成的完全覆盖的连续二维网状结构。本发明可在低阻力压降下通过物理拦截作用实现对空气中固体颗粒物的有效过滤，且具有稳定的过滤性能。CN107486033ACN107486033A权利要求书1/2页1.一种空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤1)：将细菌纤维素膜机械解离并分散于不溶性溶剂中，通过加入分散剂形成稳定的细菌纤维素纳米纤维悬浮液；步骤2)：采用同步超声过滤方法将步骤1)制得的细菌纤维素纳米纤维悬浮液铺在多孔纤维基材表面形成湿态复合纤维膜；步骤3)：脱除步骤2)制得的湿态复合纤维膜中的残留溶剂获得未改性的复合纤维膜；步骤4)：对步骤3)制得的未改性的复合纤维膜进行表面疏水改性处理获得表面具有完全覆盖的连续二维网状结构的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜。2.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中机械解离为高速搅拌解离、超声解离、高压均质解离、高速研磨解离和冷冻研磨解离中的任意一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中不溶性溶剂采用水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、丁酮中的任意一种或几种。4.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中分散剂采用烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚硅酸钠、焦磷酸钾、无水碳酸钠、硫代碳酸钠和硼酸钠中的任意一种或几种。5.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述的细菌纤维素纳米纤维悬浮液中细菌纤维素纳米纤维平均长度为1～300μm，平均直径为10～100nm，纤维质量百分比为0.0005～1wt％。6.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中同步超声过滤方法具体为：在过滤的同时采用超声波处理细菌纤维素纳米纤维悬浮液，超声波输出功率为100～1500W，过滤时施加的压力为正压力或负压力，施加的压力范围为0.5～50kPa。7.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中多孔纤维基材采用静电纺纤维膜、非织造布、纤维素滤纸、机织物、针织物中的任意一种或几种的组合。8.如权利要求1或7所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述多孔纤维基材的孔径为1～300μm。9.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中脱除的具体方法为：真空干燥、鼓风干燥、超临界干燥、冷冻干燥、微波干燥和红外干燥中的任意一种。10.如权利要求1所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中表面疏水改性处理为溶液浸渍疏水改性处理、接枝疏水改性处理、物理气相沉积疏水改性处理、化学气相沉积疏水改性处理、低温等离子体疏水改性处理和辐照疏水改性处理中的任意一种。2CN107486033A权利要求书2/2页11.一种采用权利要求1-10任意一项所述的空气过滤用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法制备的复合膜，其特征在于，所述复合膜的表面为细菌纤维素纳米纤维所形成的完全覆盖的连续二维网状结