不同相对湿度下亲疏水纳米纤维膜空气过滤性能实验研究

发布时间：2024-04-10 00:52

　　利用静电纺丝法制备了表面静态接触角为23.6°的具有亲水功能的PAN/PVP复合纳米纤维膜、接触角为81.2°的PAN纳米纤维膜、接触角为131.9°的具有疏水功能的PAN/PVDF复合纳米纤维膜。利用自行搭建的空气过滤实验台,在40%、55%、70%三种相对湿度下对三种纳米纤维膜进行空气过滤实验,对纳米纤维膜的过滤效率、阻力损失及品质因子进行分析。结果表明:三种纳米纤维膜的过滤效率随着相对湿度的增大而升高,PAN/PVP膜和PAN膜的阻力损失随着相对湿度的增大而增加,PAN/PVDF的阻力损失随着相对湿度的增大而减小;PAN/PVP膜和PAN膜的品质因子随着相对湿度的增大而减小,PAN/PVDF膜的品质因子随着相对湿度的增大而增大,湿度越大,PAN/PVDF纳米纤维膜的过滤性能越显著。

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【部分图文】：

图1静电纺丝装置

本文利用静电纺丝法制备纳米纤维膜的参数分别为高聚合物总溶液浓度10%、纺丝电压21kV、给液速率0.8ml·h-1、接收距离为20cm。将聚丙烯腈(PAN)溶入N,N-二甲基二酰胺溶液(DMF)中配制出质量分数为10%的PAN/DMF溶液；将PAN和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)....

图2纤维膜空气过滤性能实验装置

实验平台由两段相同尺寸的亚克力板直管(每段长300mm,内径为100mm)，通过带有密封圈的法兰紧密连接(图2)。管段一端开口连通含有污染物的空气，另一端连接真空泵为整个装置提供动力。在纤维膜前后分别设置一台光学粒子计数器，对流经纤维膜的空气进行计数，并利用倾斜式微压计对流经纤....

图3纳米纤维膜SEM图及纤维直径分布图

将制取的三种纤维膜平铺在载玻片上进行接触角测试，每种纤维膜选取五个点测量并取其平均值，接触角如图4。经测量得PAN/PVP复合纳米纤维膜的接触角为23.6°，接触角小于90°，即PAN/PVP复合纳米纤维膜表现出亲水性；纯PAN纳米纤维膜的接触角为81.2°，接触角接近90°，表....

图4纳米纤维膜表面静态接触角

将高效滤料夹持在管道中间，利用蚊香尘作为污染源，通过分别设置在滤料上下游的粒子计数器对粒子浓度进行计数并计算出每一个粒径通道的过滤效率，三次采样测量过滤效率及平均过滤效率对比结果如图5。可以看出，所选用的测试滤料对粒径为0.3、0.5、1.0、3.0、5.0μm的粒子过滤效率均在....

本文编号：3949894