靜電紡微納復(fù)合駐極體過(guò)濾膜的制備及模擬優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-10-12 05:24
顆粒物(PM)污染嚴(yán)重危害人體健康,空氣過(guò)濾是有效防控PM2.5,保護(hù)人體健康的重要手段。作為空氣過(guò)濾設(shè)備的核心,開(kāi)發(fā)高效低阻的過(guò)濾膜對(duì)節(jié)能環(huán)保具有重要意義。與傳統(tǒng)機(jī)械過(guò)濾膜相比,駐極體濾膜由于能對(duì)顆粒施加附加的靜電吸附作用,可以提高過(guò)濾效率而不增加阻力。然而目前的研究多關(guān)注濾膜的初始過(guò)濾性能,對(duì)駐極體濾膜的靜電衰減和容塵性能的認(rèn)識(shí)不夠深入。因此,本文采用靜電紡絲法制備了具有良好電荷儲(chǔ)存穩(wěn)定性的微納復(fù)合駐極體纖維膜,結(jié)合實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬探究了駐極體纖維膜的容塵過(guò)濾性能,為過(guò)濾材料的優(yōu)化制備和使用提供理論指導(dǎo)。首先,采用靜電紡絲法制備了蓬松結(jié)構(gòu)的微納復(fù)合駐極體纖維膜(PS/PAN/PS)。復(fù)合膜實(shí)現(xiàn)了微納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合和極性與非極性材料的結(jié)合,具有多尺度過(guò)濾特性。結(jié)合駐極體與納米纖維的優(yōu)勢(shì),復(fù)合膜具有高效低阻的初始過(guò)濾性能。在風(fēng)速為5.3 cm/s時(shí),復(fù)合膜對(duì)≥0.3μm顆粒的過(guò)濾效率≥99.5%,壓降僅為37 Pa。然后,實(shí)驗(yàn)探究了駐極體纖維膜的容塵過(guò)濾與電荷再生性能。研究發(fā)現(xiàn),PS微米纖維膜容塵量高,但靜電屏蔽效應(yīng)顯著,過(guò)濾效率衰減大。與之相反,PAN納米纖維膜過(guò)濾...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
靜電紡絲裝置示意圖
第二章微納復(fù)合駐級(jí)體纖維膜的制備13圖2-1靜電紡絲機(jī)Fig.2-1Electrospinningmachine2.2.3測(cè)試與表征(1)形貌表征將紡絲纖維膜固定于金屬支架上,噴金處理后,采用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SU-8220,日本Hitachi)觀(guān)察靜電紡絲纖維膜的形貌。記錄纖維圖像,然后用Image-Pro-Plus軟件統(tǒng)計(jì)分析纖維直徑分布。(2)表面電勢(shì)測(cè)試采用非接觸式振動(dòng)電容式靜電計(jì)(EST102)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì),如圖2-2所示。選擇2kV量程,調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)量底板的距離為15mm。儀器校準(zhǔn)后,把紡絲纖維膜平放在基板上,在線(xiàn)連續(xù)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì)。圖2-2振動(dòng)電容式靜電計(jì)Fig.2-2Vibratingcapacitiveelectrometer
第二章微納復(fù)合駐級(jí)體纖維膜的制備13圖2-1靜電紡絲機(jī)Fig.2-1Electrospinningmachine2.2.3測(cè)試與表征(1)形貌表征將紡絲纖維膜固定于金屬支架上,噴金處理后,采用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SU-8220,日本Hitachi)觀(guān)察靜電紡絲纖維膜的形貌。記錄纖維圖像,然后用Image-Pro-Plus軟件統(tǒng)計(jì)分析纖維直徑分布。(2)表面電勢(shì)測(cè)試采用非接觸式振動(dòng)電容式靜電計(jì)(EST102)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì),如圖2-2所示。選擇2kV量程,調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)量底板的距離為15mm。儀器校準(zhǔn)后,把紡絲纖維膜平放在基板上,在線(xiàn)連續(xù)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì)。圖2-2振動(dòng)電容式靜電計(jì)Fig.2-2Vibratingcapacitiveelectrometer
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空氣過(guò)濾材料駐極工藝的研究[J]. 胡樹(shù),陳祥超,黎鵬,郭輝. 山東紡織科技. 2017(05)
[2]空氣過(guò)濾用聚丙烯腈靜電紡纖維膜的制備及其性能[J]. 馮雪,汪濱,王嬌娜,李從舉. 紡織學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]空氣過(guò)濾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 曲潔瓊,強(qiáng)天偉,商云瑞,羅薇. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2016(04)
[4]針刺非織造過(guò)濾材料駐極處理研究[J]. 臧傳鋒,任煜,王輝生. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2014(11)
[5]PM2.5的來(lái)源、危害及防治措施研究[J]. 張少紅,于少華. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2014(07)
[6]非織造過(guò)濾材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉永勝,錢(qián)曉明,張恒,胡保安,范文雪. 上海紡織科技. 2014(06)
[7]聚丙烯熔噴非織造材料電暈駐極處理研究[J]. 任煜,徐玉康,尤祥銀. 合成纖維工業(yè). 2014(01)
[8]空氣過(guò)濾材料及其技術(shù)進(jìn)展[J]. 陳喆. 紡織導(dǎo)報(bào). 2011(07)
[9]慢性阻塞性肺疾病在中國(guó)的診治現(xiàn)狀[J]. 方曉聰,王向東,白春學(xué). 國(guó)際呼吸雜志. 2011 (07)
[10]靜電紡聚酰胺6纖維復(fù)合材料的孔隙特征及其過(guò)濾性能[J]. 高曉艷,張露,潘志娟. 紡織學(xué)報(bào). 2010(01)
博士論文
[1]駐極體過(guò)濾材料對(duì)PM2.5過(guò)濾性能的研究[D]. 唐敏.華南理工大學(xué) 2016
[2]智能優(yōu)化算法及其應(yīng)用[D]. 吳沛鋒.東北大學(xué) 2012
碩士論文
[1]室外空氣污染與呼吸系統(tǒng)疾病住院治療的短期效應(yīng)研究[D]. 滕潔.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]熔噴聚丙烯駐極體空氣凈化材料應(yīng)用過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 陳曦.杭州電子科技大學(xué) 2018
[3]用于PM2.5凈化的靜電紡絲材料研制及其性能調(diào)控[D]. 鮑愛(ài)兵.華南理工大學(xué) 2017
[4]PVDF/PSU復(fù)合抗菌納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備及其在口罩中的應(yīng)用研究[D]. 劉學(xué)洋.東華大學(xué) 2016
[5]新風(fēng)機(jī)組的PM2.5過(guò)濾性能綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 王曉飛.重慶大學(xué) 2016
[6]納米纖維多孔膜的制備及其在空氣過(guò)濾中的應(yīng)用[D]. 汪策.東華大學(xué) 2015
[7]聚丙烯熔噴過(guò)濾材料的駐極工藝及性能研究[D]. 李鵬程.青島大學(xué) 2015
[8]駐極體實(shí)驗(yàn)用電源及充電裝置的設(shè)計(jì)[D]. 王豐.大連理工大學(xué) 2015
[9]駐極聚醚酰亞胺—二氧化硅納米纖維膜在空氣過(guò)濾中的應(yīng)用[D]. 李小崎.東華大學(xué) 2015
[10]熔噴聚丙烯濾料駐極影響因素研究[D]. 姚翠娥.東華大學(xué) 2014
本文編號(hào):3431973
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
靜電紡絲裝置示意圖
第二章微納復(fù)合駐級(jí)體纖維膜的制備13圖2-1靜電紡絲機(jī)Fig.2-1Electrospinningmachine2.2.3測(cè)試與表征(1)形貌表征將紡絲纖維膜固定于金屬支架上,噴金處理后,采用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SU-8220,日本Hitachi)觀(guān)察靜電紡絲纖維膜的形貌。記錄纖維圖像,然后用Image-Pro-Plus軟件統(tǒng)計(jì)分析纖維直徑分布。(2)表面電勢(shì)測(cè)試采用非接觸式振動(dòng)電容式靜電計(jì)(EST102)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì),如圖2-2所示。選擇2kV量程,調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)量底板的距離為15mm。儀器校準(zhǔn)后,把紡絲纖維膜平放在基板上,在線(xiàn)連續(xù)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì)。圖2-2振動(dòng)電容式靜電計(jì)Fig.2-2Vibratingcapacitiveelectrometer
第二章微納復(fù)合駐級(jí)體纖維膜的制備13圖2-1靜電紡絲機(jī)Fig.2-1Electrospinningmachine2.2.3測(cè)試與表征(1)形貌表征將紡絲纖維膜固定于金屬支架上,噴金處理后,采用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SU-8220,日本Hitachi)觀(guān)察靜電紡絲纖維膜的形貌。記錄纖維圖像,然后用Image-Pro-Plus軟件統(tǒng)計(jì)分析纖維直徑分布。(2)表面電勢(shì)測(cè)試采用非接觸式振動(dòng)電容式靜電計(jì)(EST102)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì),如圖2-2所示。選擇2kV量程,調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)量底板的距離為15mm。儀器校準(zhǔn)后,把紡絲纖維膜平放在基板上,在線(xiàn)連續(xù)測(cè)試?yán)w維膜的表面電勢(shì)。圖2-2振動(dòng)電容式靜電計(jì)Fig.2-2Vibratingcapacitiveelectrometer
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空氣過(guò)濾材料駐極工藝的研究[J]. 胡樹(shù),陳祥超,黎鵬,郭輝. 山東紡織科技. 2017(05)
[2]空氣過(guò)濾用聚丙烯腈靜電紡纖維膜的制備及其性能[J]. 馮雪,汪濱,王嬌娜,李從舉. 紡織學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]空氣過(guò)濾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 曲潔瓊,強(qiáng)天偉,商云瑞,羅薇. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2016(04)
[4]針刺非織造過(guò)濾材料駐極處理研究[J]. 臧傳鋒,任煜,王輝生. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2014(11)
[5]PM2.5的來(lái)源、危害及防治措施研究[J]. 張少紅,于少華. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2014(07)
[6]非織造過(guò)濾材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉永勝,錢(qián)曉明,張恒,胡保安,范文雪. 上海紡織科技. 2014(06)
[7]聚丙烯熔噴非織造材料電暈駐極處理研究[J]. 任煜,徐玉康,尤祥銀. 合成纖維工業(yè). 2014(01)
[8]空氣過(guò)濾材料及其技術(shù)進(jìn)展[J]. 陳喆. 紡織導(dǎo)報(bào). 2011(07)
[9]慢性阻塞性肺疾病在中國(guó)的診治現(xiàn)狀[J]. 方曉聰,王向東,白春學(xué). 國(guó)際呼吸雜志. 2011 (07)
[10]靜電紡聚酰胺6纖維復(fù)合材料的孔隙特征及其過(guò)濾性能[J]. 高曉艷,張露,潘志娟. 紡織學(xué)報(bào). 2010(01)
博士論文
[1]駐極體過(guò)濾材料對(duì)PM2.5過(guò)濾性能的研究[D]. 唐敏.華南理工大學(xué) 2016
[2]智能優(yōu)化算法及其應(yīng)用[D]. 吳沛鋒.東北大學(xué) 2012
碩士論文
[1]室外空氣污染與呼吸系統(tǒng)疾病住院治療的短期效應(yīng)研究[D]. 滕潔.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]熔噴聚丙烯駐極體空氣凈化材料應(yīng)用過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 陳曦.杭州電子科技大學(xué) 2018
[3]用于PM2.5凈化的靜電紡絲材料研制及其性能調(diào)控[D]. 鮑愛(ài)兵.華南理工大學(xué) 2017
[4]PVDF/PSU復(fù)合抗菌納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備及其在口罩中的應(yīng)用研究[D]. 劉學(xué)洋.東華大學(xué) 2016
[5]新風(fēng)機(jī)組的PM2.5過(guò)濾性能綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 王曉飛.重慶大學(xué) 2016
[6]納米纖維多孔膜的制備及其在空氣過(guò)濾中的應(yīng)用[D]. 汪策.東華大學(xué) 2015
[7]聚丙烯熔噴過(guò)濾材料的駐極工藝及性能研究[D]. 李鵬程.青島大學(xué) 2015
[8]駐極體實(shí)驗(yàn)用電源及充電裝置的設(shè)計(jì)[D]. 王豐.大連理工大學(xué) 2015
[9]駐極聚醚酰亞胺—二氧化硅納米纖維膜在空氣過(guò)濾中的應(yīng)用[D]. 李小崎.東華大學(xué) 2015
[10]熔噴聚丙烯濾料駐極影響因素研究[D]. 姚翠娥.東華大學(xué) 2014
本文編號(hào):3431973
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