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雾霾是雾和霾的混合体,其中霾的主要危害物PM2.5(空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物)具有极强的穿透力,可直接从呼吸道进入人体,对人类身体健康造成严重危害。空气过滤材料作为个体防护材料,能有效的帮助人们避免PM2.5的侵害。然而,以熔融和纺粘材料为主传统空气过滤材料纤维直径较粗(1-50μm),导致过滤效率难以提升。通过静电丝技术制备的纳米纤维材料具有较大的比表面积,可以有效的过滤PM2.5,而且材料内部孔道连通性好且结构可控,有利于空气流通。因此,静电纺纳米纤维材料被认为是可以同时实现高过滤效率和低空气阻力的理想型空气过滤材料。由于雾霾发生时,空气中的相对湿度较大(80-90%),但是,现有静电纺空气过滤材料在雾霾高湿环境下,普遍面临着空气阻力急剧上升的瓶颈问题,因此,亟需制备一种空气阻力对湿气稳定的高效空气过滤材料。本课题针对现有空气过滤材料无法同时实现高效低阻且高湿条件下空气阻力不稳定的缺陷,借助静电纺丝技术赋予材料远红外性能,利用远红外线与水分子共振效应增加水分子自由度,减少纤维膜内含水量,制备一种在高湿条件下能维持稳定低空气阻力的高效空气过滤材料。首先,构筑了高效低阻聚丙烯腈(PAN)空气过滤纤维膜,研究表明:聚合物浓度对远红外发射率无影响(均约为67%);当聚合物PAN浓度为15wt%时,获得的PAN-15纤维膜过滤性能最佳。其次,调控远红外颗粒(FIPs)含量使PAN纤维膜的远红外发射率得到了进一步的提升,研究表明:远红外含量为6wt%时,获得的PAN/FIPs-6纤维膜的过滤效率和远红外发射率最佳。再次,建立了远红外发射率与压阻稳定性的构效关系,研究表明:粗糙度可提高材料的远红外发射率,通过静电纺丝技术制备的纳米纤维膜的纤维堆积结构以及纳米颗粒形成的多级粗糙结构对远红外发射率贡献值高达16.4%;远红外线与水分子产生的共振效应增加水分子的自由度,减少纤维膜内水含量,提高纤维膜压阻稳定性,当远红外颗粒含量由0wt%增加至6wt%时,纤维膜在85%湿度环境下压阻上升值由20.4%降至8.9%。除此之外,基于聚合物浓度以及远红外颗粒含量调控的基础上,在进一步增加纤维堆积密度的过程中,构建了孔径与压阻稳定性的平衡关系,得到纤维膜最佳孔径为2.1μm,最高远红外发射率为90.8%;在最佳孔径的基础上,制备了高效(H14级,99.998%)低阻(79.5Pa)且压阻稳定性(压阻上升值仅为6.0%)良好的空气过滤纤维膜,该纤维膜压阻稳定性较普通熔喷材料压阻稳定性有较大提升(压阻上升值为26.8%),用于雾霾环境加载测试25h后,过滤效率及空气阻力基本维持稳定不变。这为高湿条件下空气阻力稳定的空气过滤材料的制备提供了一种有效的方法。