摘要：
靜電紡絲技術(shù)是一種新型制備納米纖維或微納米復(fù)合纖維的方法，具有工藝簡單、成本低、可實(shí)現(xiàn)大面積制備、纖維結(jié)構(gòu)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。在環(huán)保領(lǐng)域，靜電紡絲技術(shù)具有制備新型環(huán)保材料的潛在應(yīng)用。本文將從材料的結(jié)構(gòu)與性能、制備方法及優(yōu)化、應(yīng)用等方面給出靜電紡絲在環(huán)保材料制備中的應(yīng)用研究概述，對其現(xiàn)狀與前景進(jìn)行討論。
正文：
1. 靜電紡絲技術(shù)原理
靜電紡絲即將高氣壓電場下的聚合物溶液或高分子材料在噴頭噴出時(shí)通過高電位靜電紡床的作用下，形成納米纖維或微納米復(fù)合纖維。在靜電紡絲過程中，聚合物經(jīng)過凝固后直接成為纖維，其成型與模切工藝相類似。與傳統(tǒng)工藝相比，靜電紡絲不僅方法簡單易行，而且制備出的材料具有優(yōu)異的特性。因此，被廣泛應(yīng)用于制備新型復(fù)合材料、敏感材料及高效能儲(chǔ)能材料等方面。
2. 材料的結(jié)構(gòu)和性能
由靜電紡絲制備的材料主要為納米纖維或微納米復(fù)合纖維。其纖維直徑一般在10-1000 nm之間，結(jié)構(gòu)細(xì)致，形態(tài)相當(dāng)接近于自然纖維的形態(tài)。因此，靜電紡絲技術(shù)制備的材料具有極高的比表面積、表面活性及多孔性等特性。同時(shí)，這些材料因表面積大、表面活性高，所以具有物理、化學(xué)性能優(yōu)異、超浸潤性較佳的優(yōu)點(diǎn)。例如，進(jìn)一步利用靜電紡絲制備的微納米纖維材料，在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用于吸附氣體、過濾液體、細(xì)胞支架等方面。
3. 制備方法及優(yōu)化
靜電紡絲制備材料的主要參數(shù)有：溶液濃度、毛細(xì)管作用力、噴頭收縮角度、電壓、靜電場強(qiáng)度等。制備材料的性能與所采取的制備工藝參數(shù)密切相關(guān)。靜電紡絲制備工藝中，溶液濃度為制備過程中的一項(xiàng)重要參數(shù)，其數(shù)值大小、含量及添加劑類型等都會(huì)直接影響單個(gè)材料的形態(tài)和性質(zhì)。此外，噴頭收縮角度的大小對纖維的直徑與形態(tài)有直接影響。為了獲得合適纖維形態(tài)和尺寸分布，需要調(diào)整噴頭收縮角度，從而促進(jìn)纖維撕裂與阻止爆破現(xiàn)象的發(fā)生。電壓與靜電場強(qiáng)度也是影響纖維形態(tài)的重要因素。電壓的大小會(huì)影響纖維的直徑大小，從而影響纖維的物理性能和化學(xué)性能。
4. 應(yīng)用
靜電紡絲技術(shù)制備的材料在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加廣泛，包括： 納米纖維膜、光催化薄膜、抗菌抗病毒材料、吸附分離材料、生物材料、能量環(huán)保材料等。其中，納米纖維膜主要應(yīng)用于空氣污染治理領(lǐng)域，能將飛塵、二氧化氮、二惡英等污染物徹底過濾除去，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。光催化薄膜主要應(yīng)用于污水處理、水中重金屬去除方面，抗菌抗病毒材料則主要應(yīng)用于醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域、食品包裝領(lǐng)域。吸附分離材料可應(yīng)用于化學(xué)、生物、食品、飲料、制藥等多個(gè)領(lǐng)域，生物材料則是治療疾病的主要材料之一。能量環(huán)保材料包括太陽能電池、儲(chǔ)能材料等領(lǐng)域，較好的滿足了現(xiàn)階段對新型環(huán)保材料的需求。
結(jié)論：
靜電紡絲技術(shù)是目前制備新型環(huán)保材料的新途徑，其材料纖維的直徑小，表面積大、表面活性高、多孔性良好，并能調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)和性能等優(yōu)點(diǎn)。制備工藝簡單、低成本、規(guī)?；苽涞葍?yōu)點(diǎn)，極大地拓展了新型環(huán)保材料的應(yīng)用范圍。對其未來的研究方向應(yīng)考慮進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝參數(shù)，提高材料的各項(xiàng)特性，為更加廣泛的應(yīng)用提供更多可能。巴洛仕集團(tuán)作為集環(huán)保工程、土壤修復(fù)、固廢處理、危廢減量化、污泥資源化利用、?；诽幹?、化工清洗、污泥太陽能干化等于一體的環(huán)保企業(yè)，將不斷投入到環(huán)保材料的制備研究中，推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
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