【摘 要】
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现代社会我国大量使用石化能源,使得我国空气污染状况较为严重。PM2.5污染物的大量存在不仅会提高人们哮喘等疾病的发病率,还会提高人们的死亡率,因此人们对洁净空气的诉求也越来越多。大量空气过滤材料应运而生,但是他们的制备较多使用对环境有害的有机溶剂,因此开发绿色环保的新型过滤材料是重要发展方向之一。本文首先以纤维素纳米线（CNFs）和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）为原料,制备了具有网状多孔结构的CN
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现代社会我国大量使用石化能源,使得我国空气污染状况较为严重。PM2.5污染物的大量存在不仅会提高人们哮喘等疾病的发病率,还会提高人们的死亡率,因此人们对洁净空气的诉求也越来越多。大量空气过滤材料应运而生,但是他们的制备较多使用对环境有害的有机溶剂,因此开发绿色环保的新型过滤材料是重要发展方向之一。本文首先以纤维素纳米线（CNFs）和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）为原料,制备了具有网状多孔结构的CNFs/VTMS复合材料。通过研究硅烷添加量、CNFs浓度和制备温度对其性能的影响发现,当CNFs浓度为2.5 wt%,CNFs与VTMS比为1:6,在-80°C进行冷冻时,制备出的CNFs/VTMS复合多孔材料对0.3μm纳米颗粒的空气过滤效率达到99.6%,压降为310 Pa。同时这种材料可以在200°C左右高温环境下使用,且机械性能良好,并具备疏水特性,可以在湿度较大的环境中使用。当纤维纳米线浓度较低时,制备出的复合多孔材料的过滤效果较差,为了改善这样的情况,进行了后续的研究。以水玻璃、氯化镁和氯化钙为原料,制备出了一种硅酸钙镁盐（SCM）纳米颗粒。采用能量色散X射线光谱仪对其进行分析,发现其主要含有Si-O-Si基团及Si元素,确定其为硅酸钙镁复合盐。使用场发射扫描电镜对其形貌尺寸进行观察,确定其尺寸在纳米级。通过研究盐溶液浓度、盐溶液配比、水玻璃溶液浓度及有机溶剂浸渍对其比表面积的影响发现,当盐溶液浓度为1.5 mol/L,钙镁盐配比为65:35,水玻璃溶液浓度为1.5mol/L,采用正己烷浸渍3次每次8 h,制备出的SCM纳米颗粒的比表面积高达446.83 m~2/g。然后我们采用直接共混法制备出了CNFs/VTMS/SCM复合多孔材料,将SCM纳米颗粒很好的沉积在了CNFs骨架的表面,复合材料依旧保持着完好的孔状结构,经过检测发现加入了SCM纳米颗粒后的复合材料空气过滤性能、机械性能和比表面积都有不同程度的提高,而过滤时的压降增加却不明显。
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