高溫?zé)煔鉃V材的功能性整理技術(shù)（什么是高溫?zé)煔鉃V材的功能性整理技術(shù)）

在高溫燃燒及相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中往往會(huì)伴隨有毒、有害氣體的產(chǎn)生，如二惡英、甲醛、甲苯等，這些有毒、有害氣體雖然可以通過(guò)物理的方式(如活性炭吸附)去除，但這種方式存在二次污染的危險(xiǎn)，如被吸附的有毒、有害氣體再次釋放時(shí)仍有可能造成環(huán)境污染和危害。近年來(lái)，采用非織造材料的功能性整理賦予材料催化降解性能及過(guò)濾功能的研究層出不窮，逐漸形成過(guò)濾領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

Dai等研究表明以PE/PP雙組份纖維為原料，通過(guò)撒粉裝置將具有降解催化功能MnO2納米晶體噴灑入梳理成型的纖網(wǎng)，經(jīng)135℃加溫同步實(shí)現(xiàn)雙組份纖維網(wǎng)的熱風(fēng)加固和 MnO2納米晶體的熱粘合固著，結(jié)合靜電注極后整理，制備集高效低阻過(guò)濾、高溫催化功能于一體的非織造過(guò)濾材料，空氣過(guò)濾效率、濾阻、品質(zhì)因子分別達(dá)到72%、54 Pa、0.22 Pa~1，甲醛降解率達(dá)到100%。Su等研究人員制備具有同時(shí)去除空氣中小顆粒物質(zhì)及甲苯類(lèi)有害物質(zhì)的過(guò)濾材料。通過(guò)靜電紡聚丙烯腈纖維集合體與電噴霧TiO?分散液的反向集聚，同步形成納米顆粒與超細(xì)纖維均勻復(fù)合的層次結(jié)構(gòu)材料，甲苯降解轉(zhuǎn)化成二氧化碳的效率接近100%。相似地，針對(duì)有機(jī)會(huì)發(fā)類(lèi)顆粒物的過(guò)濾，研究者也通過(guò)在線復(fù)合的整理方法將混有納米TiO?聚乙烯吡咯烷酮溶液與聚酰胺酸溶液通過(guò)反向的兩個(gè)噴絲管同步靜電紡，電紡纖維膜形成后通過(guò)80℃~400℃高溫煅燒獲得具有良好機(jī)械性能的多功能光降解催化過(guò)濾聚酰亞胺非織造材料。非織造材料的高孔隙率、可控的孔徑分布、以及與功能性納米顆粒之間良好的結(jié)合效果促進(jìn)了該材料在功能性過(guò)濾領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

采用表面化學(xué)改性或?qū)訉訌?fù)合物理疊加工藝，將光降解催化劑以浸漬或涂覆的方式負(fù)載于纖維材料上，如圖3所示，賦予其對(duì)有毒或有害氣體的降解性能，從而避免了有毒害物質(zhì)的二次污染。常用的催化劑有兩類(lèi)：一類(lèi)是如MnO₂、CuO、Fe_2O3等金屬氧化物，它們通過(guò)催化氧化降解有毒物質(zhì)。另一類(lèi)是以TiO₂為代表的半導(dǎo)體，它們通過(guò)光催化降解特殊場(chǎng)合氣體中的有毒、有害物質(zhì)。與催化氧化不同，光催化是通過(guò)在光線的照射下 TiO₂ 會(huì)釋放出一個(gè)電子，而自身形成一個(gè)空穴，釋放出的電子會(huì)與空氣中的氧結(jié)合形成負(fù)氧離子；與此同時(shí)，空穴會(huì)捕獲空氣中的水分子，奪取水分子中的電子使其變成羥基自由基。羥基自由基有很強(qiáng)的氧化性能，能把空氣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水。目前常用Ag修飾TiO₂,使其光吸收向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，不再局限于382nm的紫外光，可提高TiO₂光催化效率。