2 纳米技术在空气过滤材料的应用与研究

纳米技术主要的表现形式为纳米纤维和纳米微粒。其中纳米纤维的比表面积大．其所构成的纤维毡孔隙率高，且内部孔隙连通性好，容易与纳米级粒子结合，非常适合用作过滤分离材料；而当一维纳米颗粒大小达到纳米级(0.1nm~l00nm)时，其各种性质(如机械强度、磁、光、声、热等)都将发生变化，并具有辐射、吸收、吸附等许多新性能，可以有效的提高过滤作用的效率。

2.1 纳米纤维在空气过滤材料的应用与研究

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的基本方法。利用静电纺丝方法能够得到直径为几十或几百纳米的纳米级纤维，形成的纤维毡重量轻、渗透性好、

比表面积大、孔隙率高、内部孔隙的连通性好、容易与纳米级的化学物质或功能性物质相结合，很适合用作过滤材料。

由于纳米纤维具有较大的比表面积，所以增加了空气中悬浮微小颗粒在其表面沉积的概率，从而提高了其除尘的效率。与传统纤维相比较，电纺纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大等优点，空气过滤过程中在同样气压损失的情况下，电纺纳米纤维对于颗粒过滤的直接拦截效应和惯性冲击效应更为显著，有利于提高薄膜的过滤效率。电纺纳米纤维在空气颗粒过滤中的优势，使其将逐步取代传统纤维薄膜应用于各种高效空气过滤装置中，因此电纺纳米纤维在空气过滤应用中的巨大潜力吸引了越来越多的关注。

壳聚糖作为天然可降解生物材料，因其特有的生物相容性和降解性，一直以来都是研究的重点，大量报道介绍了壳聚糖的混纺，如壳聚糖／聚乙烯醇(CS／PVA)、壳聚糖／聚氧化乙烯(CS／PE0)、壳聚糖／丝素(CS／SF)等，都成功纺制出了具有稳定细度和一定抗菌效果的功能性纤维。 ．

王晗等人采用静电纺丝的方法，制造出不同直径的纳米纤维薄膜。低风速下进行空气过滤实验，建立初步分析模型，分析了纤维直径和过滤性能间的关系。

Kim等人在聚碳酸酯／氯仿溶液中添加苄基三乙基氯化铵，静电纺丝得到纤维直径为1.0～8.1微米的纤维毡，进行革兰氏阴性、阳性菌和克雷伯氏菌的抗菌测试。发现18h后细菌减少了99.9％，与商品HEPA材料相比，该抗菌纤维过滤材料具有更高的过滤效率。

纳米纤维的加入使得空气过滤材料的过滤效率有了大幅度的提高，由于纳米纤维直径以及纤维结构形态等因素，对于纤维薄膜空气过滤效果的影响机制日前已经处于了深入探索研究阶段。因此，如果纳米纤维用于空气过滤薄膜实际操作过程中遇到的问题以及滤料附加功能性整理相关问题能够得以解决，将使纳米纤维在过滤工业中发挥更大的作用。