DOI:10.1016/j.seppur.2020.118135
高过滤性能和抗菌性能一直是空气过滤器的关注焦点。在这项工作中,通过液相还原法制备了银纳米粒子(AgNPs),并以0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1%的比例将其添加到聚偏氟乙烯(PVDF)溶液中进行静电纺丝。通过控制工艺参数,制备出具有树状结构的纳米纤维。本研究成功开发了含AgNPs的树状AgNPs/PVDF纳米纤维膜。通过紫外-可见吸收光谱对AgNPs溶液进行分析以确定AgNPs的尺寸,并对纳米纤维的形态、结构、疏水性、过滤性能和抗菌性能进行了评估。结果表明,AgNPs的大小约为10nm,枝状纤维和茎状纤维的平均直径分别约为30.8nm以及90nm-140nm。AgNPs的加入并没有改变PVDF纳米纤维膜的疏水性。AgNPs/PVDF纳米纤维膜的过滤效率为99.95〜99.97%,最低压降为137.5Pa。暴露于阳光下两周后,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细菌还原率(BR)均保持在99.6%以上的水平。综上所述,通过添加AgNPs和制备树状结构纤维,成功开发了一种具有高过滤性能和持久抗菌性能的空气过滤器。
图1.溶液的紫外-可见光谱
图2.溶液的粘度(a)和电导率(b)
图3.纳米纤维的SEM图像和直径分布
图4.AgNPs-0.4%/PVDF纳米纤维膜的EDS图像
图5.AgNPs/PVDF纳米纤维膜的XRD图谱
图6.AgNPs/PVDF纳米纤维膜的水接触角
图7.纳米纤维膜的细菌还原率(BR)和抗菌效果图
图8.AgNPs/PVDF树状纳米纤维膜的孔径(a)和过滤性能(过滤效率(b),压降(b)和品质因数(c))