блог

Исследовательская группа Ключевой лаборатории медицинских и оздоровительных текстильных материалов провинции Шаньдун разработала новый тип нановолоконной мембраны, способной эффективно фильтровать загрязняющие вещества в воздухе даже в суровых условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале «Separation and Purification Technology».

Состав промышленных отходящих газов сложен и вреден, поэтому разработка высокоэффективных материалов для фильтрации воздуха неизбежна. Идеальный фильтрующий материал должен обладать превосходной водоотталкивающей способностью, устойчивостью к вредным химическим веществам и высокой климатической адаптацией.

С этой целью исследовательская группа разработала мембрану из нановолокон на основе фторированного металлоорганического каркаса (F-MOF) и полиэфиримида/поливинилиденфторида-гексафторпропилена/фторалкилсилана (PEI/PVDF-HFP/FAS), которая демонстрирует большой потенциал в области индивидуальной и промышленной защиты, а также фильтрации воздуха.

Изготовление супержидкоотталкивающей нановолоконной мембраны

Для изготовления этой нановолоконной мембраны исследователи использовали технологию многоигольного электропрядения. Проще говоря, раствор материала вытягивается в очень тонкие волокна с помощью специального оборудования, а затем укладывается в мембрану.

Основными компонентами этой мембраны являются полиэфиримид (ПЭИ), поливинилиденфторид-гексафторпропилен (ПВДФ-ГФП) и фторалкилсилан (ФАС), а для повышения производительности добавлены наночастицы фторированного металлоорганического каркаса (F-MOF).

Особенности супержидкоотталкивающей нановолоконной мембраны

Эта нановолоконная мембрана имеет высокую пористость 80% и средний размер пор 2,6 микрона, что позволяет воздуху беспрепятственно проходить, эффективно задерживая мелкие частицы.

Он сохраняет стабильность при высокой температуре 450°C и не подвержен разложению. Благодаря подбору состава материала поверхность мембраны обладает суперводоотталкивающими свойствами: краевой угол смачивания водой составляет 162°, а масляным – 145°. Мембрана обладает водо- и маслоотталкивающими свойствами, устойчива к загрязнению жидкостью и обладает функцией самоочищения.

Кроме того, мембрана имеет антибактериальный уровень до 99%, что позволяет эффективно предотвращать рост бактерий.

Суперводоотталкивающая нановолоконная мембрана также демонстрирует хорошие результаты в отношении твердых частиц, а эффективность фильтрации частиц NaCl и DEHS достигает 100% при определённых условиях. При этом она сохраняет низкое сопротивление воздуха при высокоэффективной фильтрации: например, при расходе воздуха 10 литров в минуту сопротивление составляет всего 25 Па.

Эта новая мембрана из нановолокна сочетает в себе супержидкостные свойства и высокоэффективную фильтрацию благодаря простому процессу подготовки и может стабильно работать в течение длительного времени в суровых условиях.

КЛК будет уделять пристальное внимание разработке таких высокопроизводительных нановолоконных мембран и продолжать углублять применение технологии чистой фильтрации, а также стремится содействовать ее широкому применению в ключевых промышленных областях, таких как нефтяная, химическая, медицинская и пищевая промышленность, помогая отрасли достичь более эффективных и надежные решения для фильтрации воздуха.