不同水性聚合物对纳米纤维素基气凝胶PM_(2.5)过滤性能的影响

随着现代工业的快速发展,PM_(2.5)的污染问题对人体健康造成严重威胁。旨在研究一种过滤效率高、压降低、绿色环保的空气过滤材料,用于防护PM_(2.5)的污染。通过将纳米纤维素(CNF)与3种水性聚合物聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯亚胺(PEI)分别进行复合,并采用低温冷冻干燥的方法制备CNF/PVA、CNF/PEG和CNF/PEI气凝胶滤片。通过简单的热化学气相沉积(CVD)疏水改性CNF复合气凝胶滤片,研究了其成型机理、疏水性能和过滤性能。结果显示,质量比为1∶0.5的CNF/PVA气凝胶滤片具有较佳过滤性能,拉伸应力可达158.4 kPa,PM_(2.5)过滤效率为90.14%。在稳定性评估中,CNF/PVA复合气凝胶滤片即使在高温(150℃)和高气流速度(5 cm/s)的条件下也表现出稳定的过滤性能。通过对CNF/PVA0.5进行疏水改性后,水接触角达137.5°,并且使用简单的水洗处理即可重复使用,5次洗涤后仍能保持较高的过滤性能(过滤效率>84%)。本研究结果证明采用CNF复合气凝胶滤片制备空气过滤用材料是可行的,可为推动PM_(2.5)过滤材料的发展以及绿色空气过滤材料的开发提供理论和技术基础。