张龙1, 马良1, 徐超2, 吴洋2, 高娜2, 汪少振3, 李欣雨3, 王存民3, 徐 欢2, 张生辉2
ZHANG Long1, MA Liang1, XU Chao2, WU Yang2, GAO Na2, WANG Shao-Zhen3, LI Xinyu3, WANG Cunmin3, XU Huan2, ZHANG Shenghui2
摘要: 研发高性能的空气过滤材料在日益恶劣的空气环境中十分关键. 本研究通过微波辅助合成法高效可控制备出纳米晶MOF-801,随后利用“静电纺丝-喷雾”策略将MOF纳米晶锚定于聚乳酸纤维表面构筑出一种特殊的Janus结构. 高介电MOF纳米晶显著提高了聚乳酸纤维的驻极效果,给聚乳酸纤维膜带来了高介电常数(2.5)和初始表面电势(5.6 kV)等高电活性以及优异的电荷储存和再生能力. Janus结构具有多种过滤效应协同作用,可分级捕获不同粒径的PMs. 即使处于最高的气体流速下(85 L/min),J-PLA/MOF纤维膜也可达到超高PM0.3过滤效率(96.4%)以及低空气阻力(121.5 Pa). 同时,在100 Pa压差测试条件下,相较Normal PLA的低透气性(102.2 mm/s),J-PLA/MOF纤维膜的气体透过速率最高可达225.1 mm/s. 由于适量高表面活性MOF纳米晶的锚定,J-PLA/MOF纤维膜的力学性能有所改善,其抗拉强度和杨氏模量分别高达4.7 MPa和100.3 MPa. 本研究设计的J-PLA/MOF可降解纤维膜在超细PMs过滤研究中具有广阔的应用前景.
中图分类号:
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