一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料及其制備方法與流程

本發明屬于空氣過濾領域，涉及一種功能過濾材料，特別是涉及一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料及其制備方法。

背景技術：

霧霾的肆虐給人體健康帶來巨大威脅，采取有效措施對空氣進行凈化迫在眉睫。現有凈化空氣用過濾材料大多只具有過濾顆粒物的功能，且存在過濾效率低、阻力壓降大的缺陷。本發明的一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料的制備方法充分利用納米纖維材料直徑細、孔徑小、比表面積大的優點，且對結構進行了有效調控，得到具有空腔的納米纖維功能過濾材料，除可將顆粒物進行高效低阻去除之外，還具有遠紅外釋放功能，除可保障人體免受霧霾侵擾之外還可提供保健作用。

現有空氣過濾材料涉及的技術中，包括《負離子過濾無紡布》(ZL201110407879.8)、《一種單層支撐性多功能空氣過濾膜》(CN201610244080.4)、《透光、透氣、靜電排斥PM2.5空氣過濾膜及制備方法》(CN201510307864.2)、《低阻力高效空氣過濾器》(CN201520260540.3)、《可重復使用可更換空氣過濾材料的車用空氣過濾器》(CN201420749917.7)等都涉及在宏觀上改進空氣過濾效果，未涉及利用納米纖維構筑本技術的特定結構。現有遠紅外材料涉及的技術中，包括《一種具有負離子的遠紅外保暖纖維》(CN201620180415.6)、《遠紅外陶瓷微粉與熱塑性聚氨酯樹脂復合保健材料》(CN201310173454.4)、《納米遠紅外線布》(CN200810134322.X)、《納米遠紅外線貼布》(CN200710038956.0)、《能增加遠遠紅外線產生效能的納米復合材料及其制作方法》(CN200910163167.9)等都未在材料內部構筑特殊結構以增強其遠紅外發射效果，且未涉及將遠紅外功能物質用于空氣過濾領域。

綜上所述，現有空氣過濾材料均存在過濾效率低、阻力壓降大、功能單一等問題，為克服上述缺點，本發明提供一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料的制備方法。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有空氣過濾材料功能單一、過濾效率低、阻力壓降大的缺點，彌補遠紅外材料在空氣過濾領域應用的空白，提供一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種可釋放遠紅外線的功能過濾材料，其特征在于，包括基材以及設于基材之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括至少一個層級單元，每一層級單元包括由納米纖維雜亂聚集而成的平面層以及設于平面層之上的由納米纖維堆砌而成的空腔結構，部分或全部空腔結構內填充有可釋放遠紅外線的物質，納米纖維也摻雜有可釋放遠紅外線的物質。

優選地，所述的層級單元從下到上依次設置。

優選地，所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層，該平面層設于位于最上側的層級單元之上。

優選地，所述的空腔結構中納米纖維定向排列。

優選地，所述的基材為網孔狀，孔的形狀為三角形、正方形、長方形或圓形，克重為10～300g/m²，材質為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、錦綸、纖維素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金屬。

優選地，所述的基材網孔大小為1～25mm²。

優選地，所述的納米纖維膜的孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，克重為0.01～70g/m²，堆積密度為0.006～0.084g/cm³，納米纖維膜中層級單元的個數為1～10。

優選地，所述的平面層的纖維直徑為0.02～20μm，孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³。

優選地，所述的每一層級單元中空腔結構的數量為2.5×10⁴～5×10⁶個/cm²，空腔的高度為5～50μm，截面形狀為圓形、正方形、長方形或三角形，截面面積為20～4000μm²。

優選地，所述的空腔結構內可釋放遠紅外線的物質為碳化硅、電氣石、麥飯石、遠紅外陶瓷和金屬氧化物中的至少一種，物質的形態為顆粒狀或短纖，每個空腔內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為0.1～1000μg。

優選地，所述的填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為10％～90％，分布形式為均勻分布。

優選地，所述的填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構與不可釋放遠紅外線的物質的空腔結構間隔設置。

優選地，所述的納米纖維的化學成分為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優選地，所述的納米纖維摻雜的可釋放遠紅外線的物質的質量比例為0.01％～5％。

優選地，所述的可釋放遠紅外線的功能過濾材料對0.3～10μm顆粒的過濾效率為80～100％，阻力壓降為10～100Pa，遠紅外線發射率為0.8～0.99。

本發明還提供了上述的可釋放遠紅外線的功能過濾材料的制備方法，其特征是，包括：

步驟1：將可釋放遠紅外線的物質分散于溶劑中，形成分散液，將可釋放遠紅外線的物質分散于溶劑中，加入聚合物，攪拌形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒，滾筒的表面設有多個空心狀的凸起，凸起的一面與滾筒接觸，與滾筒的接觸面能夠連通至滾筒內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；基材置于滾筒上，基材的孔和滾筒上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；

步驟3：在基材上形成至少一個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：先將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層，再將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構的腔壁，然后通過將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質；最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

優選地，所述的步驟3還包括將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層。

優選地，所述的可釋放遠紅外線的物質為碳化硅、電氣石、麥飯石、遠紅外陶瓷和金屬氧化物中的至少一種，粒徑為0.01～3μm，分散液中含量為0.01～20wt％，紡絲溶液中含量為0.01～20wt％。

優選地，所述的溶劑為甲酸、四氫呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一種或以上。

優選地，所述的超聲攪拌的時間為5～60min，攪拌形成均勻的紡絲溶液的時間為1～50h。

優選地，所述的聚合物為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優選地，所述的聚合物的質量分數為8～40wt％。

優選地，所述的靜電紡絲參數為電壓10～100kV，接收距離5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滾筒轉速20～200r/min，溫度10～40℃，濕度10～99％，時間10～300min。

優選地，所述的滾筒的橫截面為圓形，截面積為100～1000cm²，長度L1為30～100cm，材質為鐵、鋁、銅或其他導電材料；滾筒的筒壁厚度T1為2～20cm；所述的凸起規則排列在滾筒的表面，凸起的形狀為三棱柱、正方體、長方體或圓柱體，材質與滾筒相同；所述的凸起的高度H為0.5～2mm，截面積為0.25～9mm²，厚度T2為0.1～0.5mm，相鄰兩個凸起在滾筒上的間距D為0.5～1mm；所述的孔的形狀為圓形、正方形、長方形或三角形，面積為0.01～1mm²。

優選地，所述的刻蝕蒸汽的成分為甲酸溶液、乙酸溶液、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、碳酸鈉溶液或碳酸鎂溶液，濃度為10％～80％，蒸汽送入速度為0.1～3m/s。

優選地，所述的刻蝕蒸汽的送入方式為間歇送入或連續送入，間歇送入的總時間為10～300min，送入：非送入的時間比例為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、4∶1、3∶1、2∶1；連續送入的時間為10～300min，蒸汽從凸起的孔中釋放速度為0.1～3m/s。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)納米纖維材料纖維直徑細、孔徑小、比表面積大的優點可充分使空氣過濾材料在保持高過濾效率的同時，顯著降低材料的阻力壓降，從而滿足空氣過濾材料高效低阻的性能要求，此外，納米纖維的高比表面積可承載更多的遠紅外功能物質，增強材料的遠紅外發射率。

(2)本發明的空腔結構可進一步增強遠紅外發射率，同時空腔結構較納米纖維形成的孔徑大，可使氣流在經過空腔是速度顯著降低，從而減小空氣流動阻力。

(3)在與具有光滑表面的網孔狀基材進行復合時，微模塊可填補網孔，避免孔狀基材的絲線附近纖維的內嵌。

(4)可利用與網孔狀基材反應的特定溶劑蒸汽作為刻蝕介質，將刻蝕蒸汽送入滾筒，在微孔上排出，對網孔狀基材進行刻蝕，增加網孔狀基材的粗糙度，從而增強納米纖維在基材表面的結合牢度。

(3)本發明的可釋放遠紅外線的功能過濾材料具備過濾效率高、阻力壓降大、遠紅外發射率高等優點，在空氣過濾領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明可釋放遠紅外線的功能過濾材料結構示意圖

圖2為本發明可釋放遠紅外線的功能過濾材料納米纖維上功能物質的分布示意圖

圖3為靜電紡絲接收裝置示意圖。

圖4為凸起放大圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材11為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99.99％，平均孔徑為1μm，克重為0.1g/m²，堆積密度為0.006g/cm³，共1個層級單元。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為0.02μm，孔隙率為99.99％，平均孔徑為1μm，堆積密度為0.006g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為5×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為5μm，截面形狀為三角形，截面面積為50μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為碳化硅，物質的形態為顆粒狀，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為0.1μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為10％，被填充的空腔結構均勻分布。填充有具備可釋放遠紅外功能的物質的空腔結構13與不填充有具備可釋放遠紅外功能的物質的空腔結構13間隔設置。

納米纖維的化學成分為氟化乙丙烯共聚物，納米纖維摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質碳化硅(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質碳化硅(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g氟化乙丙烯共聚物(東莞宸葳塑膠原料有限公司，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.gmm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm，孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；在基材上形成一個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對10μm顆粒的過濾效率為80％，阻力壓降為10Pa，遠紅外線發射率為0.8。

實施例2

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F100型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為100g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99.9％，平均孔徑為1.5μm，克重為1g/m²，堆積密度為0.01g/cm³，共1個層級單元。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為1μm，孔隙率為99.9％，平均孔徑為1.5μm，堆積密度為0.01g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為4×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為5μm，截面形狀為長方形，截面面積為100μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為電氣石，物質的形態為顆粒狀，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為1μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為15％，被填充的空腔結構均勻分布。填充有具備可釋放遠紅外功能的物質的空腔結構13與不填充有具備可釋放遠紅外功能的物質的空腔結構13間隔設置。

納米纖維的化學成分為聚苯乙烯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質電氣石(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質電氣石(粒徑為400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江蘇賽寶龍GP525，重均分子量250000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成一個層級單元，納米紅維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓40kV，接收距離15cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為70cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓40kV，接收距離15cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對10μm顆粒的過濾效率為85％，阻力壓降為10Pa，遠紅外線發射率為0.81。

實施例3

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12之上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為99％，平均孔徑為2.5μm，克重為5g/m²，堆積密度為0.015g/cm³，共2個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為2μm，孔隙率為99％，平均孔徑為2.5μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為3.5×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為5μm，截面形狀為正方形，截面面積為200μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為麥飯石，物質的形態為顆粒狀，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為2μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為20％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為尼龍6，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為0.5％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質麥飯石(粒徑為(200nm)分散于30mL溶劑四氫呋喃中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質麥飯石(粒徑為200nm)分散于30mL溶劑四氫呋喃中，加入超聲攪拌10min后，加入20g尼龍6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；在基材上形成2個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環2次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對10μm顆粒的過濾效率為90％，阻力壓降為15Pa，遠紅外線發射率為0.82。

實施例4

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F80型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為80g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為95％，平均孔徑為3μm，克重為10g/m²，堆積密度為0.02g/cm³，共2個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為3μm，孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為3×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為5μm，截面形狀為圓形，截面面積為300μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為遠紅外陶瓷，物質的形態為顆粒狀，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為5μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為25％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為可溶性聚四氟乙烯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為0.5％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(250nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為250nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入20g可溶性聚四氟乙烯(廣州松柏化工，重均分子量30萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；在基材上形成2個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間10min；如此循環共2次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對10μm顆粒的過濾效率為95％，阻力壓降為20Pa，遠紅外線發射率為0.83。

買施例5

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

選擇接收基材，材質為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為90％，平均孔徑為3.5μm，克重為15g/m²，堆積密度為0.025g/cm³，共3個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為4μm，孔隙率為90％，平均孔徑為3.5μm，堆積密度為0.025g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為2.5×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為6μm，截面形狀為三角形，截面面積為400μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為遠紅外陶瓷，物質的形態為顆粒狀，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為10μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為30％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為聚偏氟乙烯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N-甲基吡咯烷酮中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N-甲基吡咯烷酮中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚偏氟乙烯(蘇威6160，重均分子量30萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成3個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓20kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間20min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間5min；如此循環3次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對10μm顆粒的過濾效率為100％，阻力壓降為25Pa，遠紅外線發射率為0.84。

實施例6

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為88％，平均孔徑為4μm，克重為20g/m²，堆積密度為0.03g/cm³，共3個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為5μm，孔隙率為88％，平均孔徑為4μm，堆積密度為0.03g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為2×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為7μm，截面形狀為長方形，截面面積為600μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為碳化硅，物質的形態為短纖，直徑為0.5μm，長度為3mm，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為50μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為35％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為聚乙烯醇縮丁醛，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質碳化硅(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質碳化硅(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚乙烯醇縮丁醛(阿拉丁P105915，重均分子量4萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；如圖4所示，滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為圓形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成3個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環3次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對5μm顆粒的過濾效率為80％，阻力壓降為30Pa，遠紅外線發射率為0.84。

實施例7

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為85％，平均孔徑為4.5μm，克重為25g/m²，堆積密度為0.035g/cm³，共4個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為6μm，孔隙率為85％，平均孔徑為4.5μm，堆積密度為0.035g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為1.5×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為8μm，截面形狀為正方形，截面面積為800μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為電氣石，物質的形態為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為100μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為40％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為聚苯乙烯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質電氣石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質電氣石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江蘇賽寶龍GP525，重均分子量25萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成4個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環4次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對5μm顆粒的過濾效率為85％，阻力壓降為35Pa，遠紅外線發射率為0.85。

實施例8

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為82％，平均孔徑為5μm，克重為30g/m²，堆積密度為0.04g/cm³，共4個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為7μm，孔隙率為82％，平均孔徑為5μm，堆積密度為0.04g/cm³；所述每一層級單元中空腔結構的數量為1×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為10μm，截面形狀為圓形，截面面積為1000μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為麥飯石，物質的形態為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為200μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為45％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為聚酯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質麥飯石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質麥飯石(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚酯(廣東睿智，重均分子量25萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成4個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環4次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對5μm顆粒的過濾效率為90％，阻力壓降為40Pa，遠紅外線發射率為0.86。

實施例9

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為80％，平均孔徑為5.5μm，克重為35g/m²，堆積密度為0.045g/cm³，共5個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為8μm，孔隙率為80％，平均孔徑為5.5μm，堆積密度為0.045g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為9×10⁵個/cm²，空腔結構的高度為12μm，截面形狀為三角形，截面面積為1400μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為遠紅外陶瓷，物質的形態為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為300μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為50％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為聚醋酸乙烯，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g聚醋酸乙烯(阿拉丁P119359，重均分子量31萬道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；；在基材上形成5個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環5次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對5μm顆粒的過濾效率為95％，阻力壓降為45Pa，遠紅外線發射率為0.87。

實施例10

如圖1所示，本實施例的可釋放遠紅外線的功能過濾材料，包括基材11以及設于基材11之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括層級單元，每一層級單元包括由納米纖維14雜亂聚集而成的平面層12以及設于平面層12至上的由納米纖維14定向排列堆砌而成的空腔結構13，部分空腔結構13內填充有可釋放遠紅外線的物質15，如圖2所示，納米纖維14也摻雜有可釋放遠紅外線的物質15。所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層12，該平面層12設于位于最上側的層級單元之上。

基材為華陽F120型無紡布，正方形狀網孔，網孔大小為8mm²，孔隙率為60％，克重為120g/m²，材質為聚丙烯，初始過濾效率為0％，壓阻為0Pa。納米纖維膜孔隙率為78％，平均孔徑為6μm，克重為40g/m²，堆積密度為0.05g/cm³，共5個層級單元，從下到上依次設置。

納米纖維膜每一層級單元中平面層的纖維直徑為9μm，孔隙率為78％，平均孔徑為6μm，堆積密度為0.05g/cm³；每一層級單元中空腔結構的數量為8×10⁵個/cm²，空腔結構的高度為14μm，截面形狀為長方形，截面面積為1600μm²。

納米纖維膜中的可釋放遠紅外線的物質成分為遠紅外陶瓷，物質的形態為短纖，直徑為1μm，長度為3mm，每個空腔結構內填充的可釋放遠紅外線的物質質量為350μg。填充有可釋放遠紅外線的物質的空腔結構占所有空腔結構的比例為55％，被填充的空腔結構均勻分布。

纖維的化學成分為尼龍6，納米纖維上摻雜的遠紅外釋放物質的質量比例為1％。

上述的具備釋放遠紅外功能的過濾材料的具體制備方法為：

步驟1：將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌8h，形成分散液，將0.1g可釋放遠紅外線的物質遠紅外陶瓷(粒徑為(400nm)分散于30mL溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，加入超聲攪拌10min后，加入10g尼龍6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道爾頓)，攪拌8h形成紡絲溶液；

步驟2：將基材置于如圖3所示的靜電紡絲接收裝置上，所述的靜電紡絲接收裝置包括滾筒1，滾筒1的表面設有多個空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內部，該面的對立面封閉，除此兩面外，其他面上設有孔，滾筒1的內部為空心結構，一端連接有高溫蒸汽發生裝置，另一端封閉；滾筒1的橫截面為圓形，截面積為720cm²，長度L1為78m，材質為銅；滾筒的筒壁厚度T1為13.4m。凸起2規則排列在滾筒1的表面，凸起的形狀為正方體，材質與滾筒1相同。凸起2的高度H為1.6mm，截面積為6.8mm²，厚度T2為0.31mm，相鄰兩個凸起2在滾筒1上的間距D為1mm。孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

基材置于滾筒1上，基材的孔和滾筒1上的凸起相互嵌合，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔上排出；蒸汽可對與之接觸的基材表面形成刻蝕，增加基材表面粗糙度，排出速度依賴于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為40％，溫度為110℃，采取連續送入的方式，蒸汽送入速度為2m/s，連續送入的時間為40min，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s。

步驟3：將常規靜電紡絲裝置的儲存有紡絲溶液的灌注注射器在滑臺上排布為與上述空腔結構13截面相同的形狀，該形狀的數量與空腔結構的數量相同，在一部分該形狀的中心位置安置常規靜電噴霧裝置的儲存有分散液的灌注注射器用于填充具備可釋放遠紅外線的物質15；在基材上形成5個層級單元，納米纖維膜的每個層級單元的形成方法包括：采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材運動方向垂直，滑臺運動速度為100cm/min，基材平行運動速度為60cm/min，溫度25℃，濕度46％，時間30min，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成空腔結構13的腔壁，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min，然后采用常規靜電噴霧裝置將分散液進行靜電噴霧向空腔結構內填充可釋放遠紅外線的物質，電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度2mL/h，載有灌注注射器的滑臺與基材不運動，溫度25℃，濕度46％，時間30min；如此循環5次，再采用常規靜電紡絲裝置將紡絲溶液進行靜電紡絲形成平面層12，靜電紡絲條件與形成層級單元的平面層12相同，最終得到可釋放遠紅外線的功能過濾材料。

利用TSI8130儀器對材料的過濾性能進行測試，材料對5μm顆粒的過濾效率為100％，阻力壓降為50Pa，遠紅外線發射率為0.88。