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电活性聚乳酸纳纤膜的形态调控及高效捕集PM_(0.3)性能
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作者 黄荣廷 朱桂英 +6 位作者 李欣雨 唐道远 张勇 王斌 朱金佗 何新建 徐欢 《高等学校化学学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2024年第1期154-163,共10页
通过静电喷雾沸石咪唑框架-8(ZIF-8)分散液对同步电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维进行表面功能化,以增强PLA/ZIF-8纳米纤维膜(简称纳纤膜)表面的电荷俘获及储存能力,从而提高静电吸附效果和过滤性能.通过在分散液中添加不同量的ZIF-8来调控锚... 通过静电喷雾沸石咪唑框架-8(ZIF-8)分散液对同步电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维进行表面功能化,以增强PLA/ZIF-8纳米纤维膜(简称纳纤膜)表面的电荷俘获及储存能力,从而提高静电吸附效果和过滤性能.通过在分散液中添加不同量的ZIF-8来调控锚定于纤维表面的ZIF-8负载量,探究ZIF-8含量与纤维膜形态和性能演变之间关系.采用扫描电子显微镜(SEM)对纤维膜的微观形态进行表征,并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射谱(XRD)分析了纤维膜的化学性质、界面相互作用和晶体结构的演变机理.采用静电测试仪、电介质测试仪和静电计分别评价表面电势、相对介电常数和输出电压,表征纤维膜的电活性和摩擦电输出性能.通过万能试验机测试聚乳酸纳米纤维膜的力学性能,并使用自主搭建的空气过滤测试平台探究纤维膜高效过滤机理.结果表明,PLA/ZIF-8纳纤膜具有高电活性、高过滤效率、低空气阻力和优异的力学性能:其表面电势和最大开路输出电压分别可达5.9 kV和30.9 V,与纯PLA对比样相比分别提升5.6倍和5.3倍,同时拉伸强度和拉伸韧性增幅分别高达78%和111%.更重要的是,PLA/ZIF-8纳纤膜的PM0.3过滤性能得到大幅提升(增幅可达12.6%),且空气阻力有所降低(40 Pa,65 L/min).所制备的环境友好型PLA/ZIF-8纳纤膜在滤除超细颗粒物和阻断病毒气溶胶传播等领域具有广阔应用前景. 展开更多
关键词 聚乳酸 纳纤膜 金属-有机骨架功能化 电活性 空气过滤
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高抗菌可降解纳纤膜制备及其长效低阻捕尘机理研究
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作者 王志荣 杨婷 +4 位作者 柯律 黄荣廷 朱金佗 何新建 徐欢 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第4期252-261,共10页
煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效... 煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效率、高抗菌效率的可降解纤维过滤材料。本文采用静电纺丝—喷雾相结合的技术,将二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒直接嵌入聚乳酸(PLA)纳米纤维(PLA@TiO_(2)),同时调控纺丝环境湿度形成串珠结构,从而有效提高纤维膜的电活性、驻极性能和过滤性能,并赋予优异的UV屏蔽和抑菌性能。在气体流量为85L/min时,纯PLA纤维膜对PM_(0.3)的过滤效率仅有83.9%,空气阻力高达654.9Pa,而PLA@TiO_(2)纤维过滤效率显著提高且空气阻力明显降低,当TiO_(2)浓度为4%时,过滤效率高达97.9%,空气阻力降低到260.2Pa。此外,PLA@TiO_(2)纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率均达到100%。TiO_(2)嵌入PLA纤维还能使纤维膜吸收紫外线辐射,PLA@TiO_(2)纤维膜紫外线透过率(T_(UVB))与纯PLA纤维膜相比下降到20.1%,能够防止和避免皮肤损伤等疾病。纳米纤维驻极性能和串珠结构的结合提供了高效过滤、低空气阻力以及高抑菌效率,为减少和预防尘肺病的发生提供了有益的参考。 展开更多
关键词 矿山粉尘 纳纤膜 长效低阻 紫外屏蔽 抗菌性能
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高抗菌聚乳酸纳纤膜制备及其高效低阻滤除细微颗粒物性能 被引量：1
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作者 李峰 江亮 +6 位作者 李晓鹏 唐梦珂 黄荣廷 朱金佗 何新建 李和国 徐欢 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3202-3214,共13页
工业生产过程中所产生的细微颗粒物(PMs)对人体健康构成了严重威胁,是引起工作职业病的主要危害之一。当下传统面罩过滤效果不佳、呼吸阻力高、容尘量低、不易降解及抗菌效果不明显,为此,开发了一种环境友好型高效低阻的聚乳酸(PLA)抗... 工业生产过程中所产生的细微颗粒物(PMs)对人体健康构成了严重威胁,是引起工作职业病的主要危害之一。当下传统面罩过滤效果不佳、呼吸阻力高、容尘量低、不易降解及抗菌效果不明显,为此,开发了一种环境友好型高效低阻的聚乳酸(PLA)抗菌可降解纳米过滤膜。通过微波辅助合成方法在碳纳米管(CNT)上诱导沸石咪唑酯框架-8(ZIF-8)生长,成功合成了结构规整、比表面积大的纳米杂化结构CNT@ZIF-8。基于静电纺-电喷技术将CNT@ZIF-8成功嵌入到PLA纤维上,通过调控CNT@ZIF-8的质量比,制备了不同纤维直径的聚乳酸复合纳纤膜(CNT@ZIF/PLA),探讨了在不同流速下CNT@ZIF/PLA纳纤膜的过滤性能以及空气阻力,系统研究了不同CNT@ZIF-8质量比对纳纤膜力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:CNT@ZIF/PLA纳纤膜相较于Pure PLA纳纤膜拉伸强度最高增幅达47%(18.5 MPa),断裂韧性提升100%(2.9 MJ/m^(3))。随着CNT@ZIF-8质量比的增加,空气阻力逐渐降低,当测试流速在32 L/min时,12%CNT@ZIF/PLA纳纤膜的空气阻力仅为82.6 Pa,较Pure PLA纳纤膜减小了45.1%,且经过180 min长时间过滤测试,对PMs的过滤效率无明显变化。在测试流速在85 L/min时,CNT@ZIF/PLA纳纤膜对PM0.3的过滤效率均高达89%以上。并且经过太阳光模拟器照射5 min后,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌抗菌效率均达到100%。 展开更多
关键词 环境友好 可降解纳纤膜 高效低阻 空气过滤 抗菌
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