静电纺制备PAN/MIL-53(Fe)/纤维素口罩过滤层

针对防护口罩过滤效率差和易积聚水汽的问题,以聚丙烯腈(PAN)为基体、金属有机骨架材料MIL-53(Fe)和纤维素为吸附剂,通过静电纺丝工艺制备了可高效过滤颗粒物、吸湿透气的口罩过滤层。使用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和孔径测试仪分析了静电纺口罩过滤层的形貌、成分、结构、化学键合状态、热稳定性和孔径分布,并测定了用此过滤层制备口罩的拉伸性能、吸气阻力、呼气阻力、过滤效率及水汽吸收性能,检验了静电纺口罩实际佩戴效果并进行了改进。结果表明:在聚丙烯腈基体中添加MIL-53(Fe)和纤维素能够显著增强口罩过滤层截留颗粒物和吸收水汽的能力;口罩过滤层面密度对吸气、呼气阻力影响较大;随着过滤层面密度的减小,过滤效率虽略有下降,但吸气、呼气效果明显改善。以静电纺PAN/MIL-53(Fe)/纤维素作为过滤层的口罩有望用于高风险病毒或高浓度粉尘等工作场所。