先进制造技术

本发明涉及一种纳米蛛网/串珠纤维复合空气过滤膜及其制备方法，过滤膜包括从下而上设置的纳米蛛网接收层、串珠纤维层和纳米蛛网覆盖层；其制备方法为：通过静电喷网技术制备含有二维网状纤维膜和一维纳米纤维的纳米蛛网膜，沉积在接收滚筒的铝箔表面得到纳米蛛网接收层；通过静电纺丝技术制备由连续纳米纤维和分布在其上的直径可达微米尺度的珠粒所组成的串珠纤维，沉积在纳米蛛网接收层表面得到串珠纤维层；通过静电喷网技术制备纳米蛛网膜并沉积在串珠纤维层表面，得到纳米蛛网覆盖层；充分干燥后得到纳米蛛网/串珠纤维复合空气过滤膜。本发明制备过程简单，过滤膜的结构可调控性强，过滤效率高，阻力压降小，容尘量大。

随着我国工业化和城镇化的高速发展，空气污染问题日益严峻，尤其是近年来我国大部分地区频繁出现的雾霾污染，对人们的身体健康和生活环境造成了严重危害。采用纤维过滤材料加强对空气中微细颗粒物的过滤是解决上述问题的有效途径，然而目前应用的玻璃纤维过滤材料、碳纤维毡垫、熔喷非织造布等难以同时满足高效率、低压阻的过滤需求，难以对微细颗粒物进行有效防护。与上述空气过滤材料相比，基于静电纺丝法制备的纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、结构可控性强等特点，成为制备高性能滤膜的理想材料，在个体防护和室内空气净化等领域具有广阔的应用前景。

（1）本发明将静电喷网技术和静电纺丝技术相结合，获得了高过滤效率、低阻力压降和较大容尘量的纳米蛛网/串珠纤维复合空气过滤膜，所用的纺丝材料廉价、易得，制备过程简单，滤膜的结构可调控性强。以往的研究大多将串珠纤维视为静电纺丝过程中的不理想结构而加以抑制或消除，进一步将静电喷网技术制备出的纳米蛛网和静电纺丝技术制备出的串珠纤维结合在一起的过滤材料更是很少。本发明发现了纳米蛛网和串珠纤维在过滤领域的有益效果，并且进一步提出了综合纳米蛛网效率高的优点和串珠纤维蓬松、阻力低的优点的设计。

（2）本发明所制备的复合空气过滤膜表面为纤维直径细、孔径小的纳米蛛网层，可以通过拦截、扩散和惯性沉积效应的协同作用过滤颗粒物，从而保证了较高的过滤效率。

（3）本发明所制备的复合空气过滤膜中含有串珠纤维层，串珠可以使滤膜结构蓬松并形成空间网状曲折孔隙，有利于气流通过，从而使阻力压降保持在较低水平。