《先进功能材料》发表我校在高效自极化驻极纳米蛛网空气过滤材料制备领域的最新研究成果
近日,我校纺织科技创新中心俞建勇院士及丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队在高效驻极纳米蛛网空气过滤材料研究领域取得了重要进展,相关成果以《高效自极化驻极纳米蛛网空气过滤材料》(High-Performance PM0.3 Air Filters Using Self-Polarized Electret Nanofiber/Nets, DOI: 10.1002/adfm.201909554)为题,发表于材料领域著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。该论文共同第一作者是纺织学院博士生刘惠和国际博士后张世超。
空气中的颗粒物污染问题对人类健康及全球环境造成了严重危害,尤其是具有最易穿透粒径(~300 nm)的微细颗粒物(PM0.3),因其尺寸小、穿透力强、易携带大量致病微生物而危害性最强,急需对其加强防护与治理。纤维类过滤材料因成本低、性价比高等特点被广泛应用于空气中的有害颗粒物过滤。然而,现有纤维空气过滤材料普遍存在直径粗、孔径大、表面缺乏吸附性等缺陷,导致微细颗粒物PM0.3极易穿透而无法有效捕获,严重限制了材料的实际应用。
针对上述问题,研究团队受自然界蜘蛛丝集灰、壁虎平滑表面自由游走等现象的启发,以聚偏氟乙烯为原料,利用原位驻极静电纺/喷技术,一步制备出了一种兼具小孔径与强表面吸附作用的自极化驻极纳米蛛网材料。通过调控电场强度及纺丝液本体性质,实现了荷电液滴喷射-形变相变的精确控制以及聚合物分子晶型结构的同步转变(α转变为β),大幅提升了材料中二维纳米网状结构的覆盖率和聚合物分子的偶极矩,获得了兼具小孔径(~0.26 μm)与高极化电荷含量(表面电势6.8 kV)的驻极纳米蛛网材料。该材料对最易穿透颗粒物PM0.3表现出显著增强的拦截以及吸附作用,过滤效率可达99.998%,阻力压降仅为大气压的0.1%。同时,由于聚合物的自极化驻极特点,使得材料中的电荷具有长效稳定性及抗环境干扰性,在不同环境湿度条件下,其过滤效率基本保持不变(在极端湿度90%下,效率仅由初始的99.98%下降为99.93%)。此外,因纳米蛛网具有极细纤维直径(~21 nm)以及超薄厚度,该材料在过滤效率>99.97%时仍具有优异的透光性能(84%),为其作为透明窗纱的使用提供了可能。
图1 自极化驻极纳米蛛网材料的制备、理化结构及空气过滤应用示意图
图2 自极化驻极纳米蛛网材料的过滤性能、透光性能与长效稳定性
该工作中提出的构筑兼具小孔径与高吸附性的自极化驻极纳米蛛网空气过滤材料的策略,不仅为制备高性能、长效稳定、抗环境干扰驻极微细颗粒物过滤材料提供了新思路,也为新型高效过滤/分离材料的设计与开发提供了指导与借鉴。该研究成果得到了国家自然科学基金项目的大力资助。
视频: 摄影: 撰写:刘惠 信息员:曹谦芝 编辑:朱一超
未经允许不得转载:大学门户 » 《先进功能材料》发表我校在高效自极化驻极纳米蛛网空气过滤材料制备领域的最新研究成果
相关推荐
- 松江大学园区七校“云上”征信知识竞赛成功举办
- 第四届(2019)时尚传播国际论坛在我校举办
- 我校师生在2020“我为乡村种风景”长三角青年乡村振兴设计大赛中获奖
- 上海海洋大学海洋文化与法律学院副院长郑建明一行来院调研交流
- 为何沪上高校偏爱用“舒同体”书写校名?这场在东华大学召开的座谈会给出答案
- 走心又暖心,校团委做好留校团员青年的“贴心人”
- 理学院开展假期留校学生慰问活动
- 副校长陈革一行赴南通拜访校友
- 我校在全国及上海市大艺展中斩获多个奖项
- 用爱守护学生健康,用心助力学生成才——东华大学辅导员抓好常态化疫情防控中育人工作纪实
- 党委书记刘承功赴苏州调研国家先进功能纤维创新中心 交流推进校地、校企合作
- 上海高校思想政治理论课教学比赛复赛(马克思主义基本原理概论组)在我校举行
- 学校思政工作委员会听取审议思政工作情况汇报
- 坚守初心,砥砺奋进,共同推进学生就业创业质量提升——学校召开2020年学生就业创业工作研讨会
- 我校两位教师获2019年度中国-中东欧国家联合高校联合教育项目资助
- 环境学院多措并举推动“我为群众办实事”落地见效
- 我校举办人文社科专业认证研讨会议
- 教育部网站报道东华大学多措并举开展国家安全教育
- 学校党委召开2020年度二级单位党组织书记抓基层党建工作现场述职评议会
- 学校召开系列座谈会征求对“十四五”规划的意见建议
新闻公告
- 庆国庆 迎校庆,21个非遗娃欢聚东华 10-07
- 服装与艺术设计学院召开2022年春季征兵动员大会 10-07
- 我校毕业生就业工作指导委员会第二十次年会顺利举行 09-29
- 我校毕业生就业工作指导委员会第二十次年会顺利举行 09-29
- 东华大学外语学院校友会成立 09-26
- 新疆生产建设兵团教育局副局长郭佳一行来校调研 09-26