新型纳米纤维材料去除室内颗粒污染物研究.pdf

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1、新型纳米纤维材料去除室内颗粒污染物研究刘昱，赵一博，吴珊，路祥玉(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳llOl68)摘要：为高效去除建筑室内环境颗粒污染以创造良好室内空气环境，提出一种采用纳米纤维材料过滤颗粒污染物的方法。通过静电纺丝法制作的纳米级纤维材料具有孔隙率高、比表面积大、吸附性和过滤性强等优势，为高效过滤颗粒物提供新介质。分析表明其中采用聚丙烯腈(PAN)做聚合材料能够保证较高的单纤维捕捉能力，对细颗粒污染物PM2．5去除率达到95％以上，能够大幅度地提高建筑室内环境空气中超细粒子去除率。关键词：建筑室内环境；颗粒污染物；静电纺丝法；纳米纤维过滤中圈分类号：7I-U83

2、1文献标志码：A文章编号：1672—4011(2016)03—0029—02DOI：10．3969／i．i88n．1672—4011．2016．03．015StIldy蚰hld啷Pa州dePoⅡ嘲鹏Remo咖ofNewlyN咖矾berMate削删地，删D胁，删‰n，￡U跏卿‘(Scb“矿肠姗k审d∞dE勘洳，啪e，堪以凸删略，踟n妒增．，玩，妇uU赫世瑙妙，SJler咿ng1lOl68，傩fM)Ah出mct：Inordertoremoveindoorp8niclepoⅡ咖t8fbrcr朗tillga900dindoore肿imnm朋t，ametlIodwitIln蚰ofiberm砒硎

3、ali8ad叩tedfil耐Ilgp&rticlepouut醐t8．’11ler砌ofibermaterialm8deofelectr0印inrIingh船adv蛐姆8ofhiglIpor∞畸，la日gespecificsu血ceama，adBorption舭dfiln枷on，providinglliglllyemciemfil砸越∞ofp审lnicIllat鹤．Analy8is8how8tll砒‰polyacryloni硼e(PAN)madeto8ingle6bermaterial啪emu她higherabilitytoc印t山七wi山PM2．5陀movalratemo陀tI岫95

4、％，wlliche鲫酬yimprovetlleiIldooren、rim砌entairagai璐t岛e叫icle托mo、柚豫te．_reywO川s：indoorenvironment；p毒IniclepouutalIts；nano6bermatedal0前言近些年室内人员常出现过敏症状，建筑室内空气环境和室内空气品质问题引起人们高度关注⋯。人们通常65％一70％的时间在室内度过，因此，更容易遭受建筑室内环境空气污染侵害。大量毒理学和流行病学研究表明，环境空气中颗粒污染物水平与个体发病率和致死率有密切联系，由于细颗粒物PM2．5比表面积较大、吸附能力较强、对人体危害更严重【2。3J。传

5、统过滤材料一般无法高效去除细颗粒物，研究高效去除方法是亟待解决的问题。l静电纺丝纳米纤维过滤法静电纺丝技术是在静电作用下，利用聚合物溶液或熔体进行喷射拉伸以获得连续性纤维，是目前制造纳米级纤维的基本方法，纺制出纤维直径在O．01一10岬∥J。由于静电纺丝纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、吸附性和过滤性强等独特优势，复合其他材料制成的空气过滤器比传统过滤器具有更好过滤效果，可大大提高室内环境空气中超细粒子去除率"J。利用静电纺丝法制备纳米纤维，为高效过滤提供新的过滤介质旧J。图l为静电纺丝设备，其主要部分为：高压电源、喷丝装置和收集装置。毛细管口与接地接收屏之间附加高压电场，将带电高分

6、子溶液或熔体置于其中。随着静电吸引力增加，纺丝液形成一股带电喷射流，在电场中运动、冷却、固化，最终成为直径很小的纤维聚集在金属接收屏■4‘71．1．溶液计量泵；2．高压电源；3．注射器；4．毛细管；5．锥体；6．射流；7．金属接收屏田1静电纺丝装王示意图文献[4]中列举出三种过滤材料主要性能(见表1)。熔喷非织造布覆膜后虽然其透气性能有所下降，但过滤效率大幅度提高。未驻极熔喷非织造布对粒径小于1斗m粒子过滤效率不超过50％，驻极熔喷非织造布对其过滤效率可达90％，而覆上纳米级纤维膜后，对0．3妒1左右的粒子过滤效率高达鲫．99％。裹l过滤材辩的主薹性筐序号样品／。曼茄贾篓；样品密度互

7、“#：4：J／(g·m。)。⋯⋯堇鎏垫皇!丝O．3O．51．O肛mpm斗m2传统过滤器与新型过滤器比较堡嘉薯宴2量￡翟：0．?·黑龙江哈尔滨人，在读硕士研究生·主zl传统过滤器要研究方向：新型蚺米材料。“1R“q日劈基金项目：国家自然科学基金(51378318)在公共建筑，通常采用安装在通风系统或中央空调系统的过滤器来控制室内颗粒污染物，而居住建筑没有有效·29·措施过滤颗粒物。且现有的空气过滤技术，对过滤材料特性研究较少。目前普遍使用的两种类型空气过滤器