一种空气净化纳米纤维纱窗及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纳米纤维纱窗及其制作方法，尤其涉及一种可吸附污染气体、过滤PM 2.5的空气净化纳米纤维纱窗及其制作方法，属于空气净化、除尘纱窗技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，受人类的生产、生活等影响，全球性空气污染越来越严重，空气质量已备受关注。我国多地多次出现严重污染的雾霾天气，其中PM2.5细颗粒物是导致雾霾的重要因素。开发净化纱窗迫在眉睫。
[0003]目前市场上现有的纱窗主要为单纯的通风窗户，功能较单一，不能同时满足人们对纱窗既能通风又能防霾的需求。近年来开发的防雾霾纱窗多以细密的微孔过滤膜为核心技术，该种过滤膜在使用过程中易堵塞，降低透明度、通气量。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种空气净化纳米纤维纱窗及其制作方法，旨在将静电纺丝纳米纤维无纺布技术与碳材料石墨稀的吸附性能相结合，开发透光度高、通风性好、PM2.5阻隔效果优良的空气净化纳米纤维纱窗，以满足人们对纱窗可通风、减少污染气体、防霾进入等需求。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种空气净化纳米纤维纱窗，含有玻璃纤维纱窗骨架和边框，其特征在于:在所述的玻璃纤维纱窗骨架上附着一层石墨烯包覆层，在石墨烯包覆层上覆盖有纳米纤维膜，该纳米纤维膜覆盖于包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架的表面，并与之完全贴合。
[0007]优选地，所述石墨稀包覆层的厚度为5-50μηι。
[0008]优选地，所述的纳米纤维膜的厚度为500-1000nm。
[0009]本发明提供的一种空气净化纳米纤维纱窗的制作方法，其特征在于该方法包括步骤如下:
[0010]I)将石墨烯粉末或浆料加入到石墨烯分散剂中，在超声作用下，配制成质量体积浓度为0.01-0.05mg/mL的石墨稀分散液；
[0011]2)将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中，取出后干燥，多次重复此步骤，使玻璃纤维纱窗骨架表面附着一层石墨烯；
[0012]3)制备静电纺丝液，利用静电纺丝装置在已包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架上喷涂静电纺丝液，形成一层纳米纤维膜，使该纳米纤维膜覆盖于已包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架表面；
[0013]4)将四周用框架固定，即制成所述的空气净化纳米纤维纱窗。
[0014]上述方法的优选方案:步骤2)中，先将玻璃纤维纱窗骨架在有机溶剂中浸泡使其溶胀后，再将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中；所述将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中的单次浸泡时间为5?I Omin。
[0015]本发明所述静电纺丝液采用溶于去离子水的聚乙烯醇溶液、溶于N，N_二甲基甲酰胺的聚苯乙烯溶液和溶于乙醇的聚乙烯吡咯烷酮溶液中的任一种;静电纺丝液的质量浓度为5-10wt%。所述的石墨烯分散剂采用N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或去离子水。
[0016]本发明的具有以下优点及突出性的技术效果:该空气净化纳米纤维纱窗骨架表面包覆石墨烯，可有效吸附NH3、C0、N02等污染气体;其上覆盖的纳米纤维膜可有效过滤空气中的烟雾、花粉、PM2.5等细小颗粒物;本发明的纳米纤维纱窗在过滤PM2.5、悬浮尘粒的同时，具有空气通过率高，成本低，有利于人体健康的技术优势。
【附图说明】
[0017]图1是传统纱窗结构示意图。
[0018]图2是本发明提供的一种空气净化纳米纤维纱窗整体结构示意图。
[0019]图3是本发明一种空气净化纳米纤维纱窗结构局部放大图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
[0021]本发明提供的一种空气净化纳米纤维纱窗如图2所示，该空气净化纳米纤维纱窗包括玻璃纤维纱窗骨架1、边框4、附着在玻璃纤维纱窗骨架上的一层石墨烯包覆层3和纳米纤维膜2，该纳米纤维膜覆盖于包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架I的表面，两者之间完全贴入口 ο
[0022]本发明的空气净化纳米纤维纱窗的制备方法如下:
[0023]I)将石墨烯粉末或浆料加入到石墨烯分散剂中，在超声作用下，配制成质量体积浓度为0.01-0.05mg/mL的石墨烯分散液;石墨烯分散剂可采用N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或去离子水；
[0024]2)将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中，取出后干燥，多次重复此步骤，使玻璃纤维纱窗骨架表面附着一层石墨烯;或先将玻璃纤维纱窗骨架在有机溶剂中浸泡使其溶胀后，再将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中；所述将玻璃纤维纱窗骨架浸入石墨烯分散液中的单次浸泡时间为5?I Omin。一般情况下，石墨稀层的厚度为5-50μηι。
[0025]3)制备静电纺丝液，利用静电纺丝装置在已包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架上喷涂静电纺丝液，形成一层纳米纤维膜，使该纳米纤维膜覆盖于已包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架表面;静电纺丝液可采用溶于去离子水的聚乙烯醇溶液、溶于Ν，Ν-二甲基甲酰胺的聚苯乙烯溶液和溶于乙醇的聚乙烯吡咯烷酮溶液中的任一种;静电纺丝液的质量浓度为5-10wt% ο
[0026]通过调控静电纺丝时间可控制膜的厚度，改变过滤膜的透明度，纳米纤维膜一般控制在 500-1000nm。
[0027]4)将四周用框架4固定，即制成所述的空气净化纳米纤维纱窗。
[0028]实施例1
[0029]本实施例包括以下步骤:
[0030]I)配置0.025mg/mL石墨烯N，N-二甲基甲酰胺分散液
[0031]将5mg石墨烯粉末加入200mLN，N-二甲基甲酰胺中，超声分散3h，使石墨烯分散均匀。
[0032]2)石墨烯N，N_ 二甲基甲酰胺分散液与玻璃纤维纱窗骨架结合
[0033]将5cmX 8cm玻璃纤维纱窗骨架在二甲苯中浸泡使其溶胀，再浸入石墨烯DMF分散液中，取出干燥。多次重复上述步骤，使其表层包覆石墨烯。
[0034]3)静电纺丝
[0035]将Ig聚苯乙烯加入20gN，N_二甲基甲酰胺中，配置浓度为5wt%的静电纺丝液。利用静电纺丝装置在已包覆石墨烯的玻璃纤维纱窗骨架上喷涂已制备好的静电纺丝液，形成一层纳米纤维膜。
[0036]4)组装<