PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的制备及高效滤除超细颗粒物性能

王圣程, 王存民, 郝雅馨, 朱桂英, 李欣雨, 宋欣译, 张明明, 徐欢, 何新建

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高等学校化学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (02) : 163-173.

PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的制备及高效滤除超细颗粒物性能

  • 王圣程, 王存民, 郝雅馨, 朱桂英, 李欣雨, 宋欣译, 张明明, 徐欢, 何新建
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摘要

通过微波辅助法制备了具有高比表面积的咪唑酸分子筛框架-8(ZIF-8)纳米片(ZIF-8-NS),并将其作为纳米电介质均匀分散到聚乳酸(PLA)溶液中,通过静电纺丝技术制备了ZIF-8-NS功能化PLA(PLA/ZIF-8-NS)纳米纤维膜;研究了PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的微观结构及性能.结果表明,ZIF-8-NS的加入使PLA/ZIF-8-NS纤维明显细化(平均直径253 nm),且纤维表面粗糙度提升;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的表面电位达到10.4 k V,介电常数达到2.71,表现出优异的电荷存储能力;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜对颗粒物的滤除性能优异,在85 L/min的高空气流速下对PM0.3和PM0.3~2.5的过滤效率分别达到95.57%和99.95%,空气阻力为305.3 Pa,且过滤360 min后对PM0.3仍能保持98.50%的高过滤效率;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜还具有优异的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.9%.研究结果表明,PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜在实现长效低阻颗粒物滤除方面具有巨大潜力,能够为高尘环境作业人员的呼吸健康防护提供重要保障.

关键词

聚乳酸 / 纳米纤维膜 / 咪唑酸分子筛框架-8纳米片 / 界面极化 / 长效过滤

中图分类号

R318.08 / TQ051.893

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王圣程, 王存民, 郝雅馨, 朱桂英, 李欣雨, 宋欣译, 张明明, 徐欢, 何新建. PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的制备及高效滤除超细颗粒物性能. 高等学校化学学报. 2025, 46(02): 163-173

基金

国家自然科学基金(批准号:52174222,52003292); 国家重点研发计划项目(批准号:2023YFC3011704); 中国矿业大学研究生创新计划项目(批准号:2024WLKXJ143,2024WLJCRCZL276,2024WLKXJ140,2024WLJCRCZL195); 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2024-10958,2024-10967); 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(批准号:KYCX24_2917,SJCX24_1047,KYCX24_2914,KYCX24_2937)资助

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