一種摻雜n-(3,4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種空氣過濾膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]霧霾是我國冬季常見的一種空氣污染現象，備受廣大人民群眾的關注。霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統。霾是空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等小球，也能使大氣混濁。現今在空氣質量指數中，我們最關注的是PM2.5和PMlO的含量。PM2.5和PMlO是從顆粒尺寸上進行的劃分，PMlO是大氣中直徑小于或等于10微米的顆粒物，PM2.5是大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。PMlO污染水平升高與增加呼吸道疾病的癥狀和哮喘藥物的使用增加有關。幾小時或幾天內易感個體的暴露在PM 2.5下，通常會增加心肌梗塞、中風、心律失常、心力衰竭的風險。而且PM2.5已經被確認為一種致癌物質。如何有效地去除霧霾已經是一個熱門的話題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是要解決現有技術制備的空氣過濾膜存在的制備方法復雜、價格昂貴問題，而提供一種摻雜N-(3，4_ 二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的制備方法。
[0004]—種摻雜N-(3，4_ 二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的制備方法，是按以下步驟完成的:
[0005]—、制備N_( 3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球:
[0006]①、將N-羥甲基丙烯酰胺和鄰苯二酚加入到無水乙醇中混合均勻，再加入質量分數為70 %?98.3 %的硫酸，再在溫度為20°C?50°C下反應5天?12天，再進行抽濾，再使用無水乙醇進行重結晶，得到N-(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺的單體；
[0007]步驟一①中所述的N-羥甲基丙烯酰胺的質量與無水乙醇的體積比為(0.04g?
0.5g):lmL；
[0008]步驟一①中所述的鄰苯二酸的質量與無水乙醇的體積比為(0.02g?0.25g):lmL；
[0009]步驟一①中所述的質量分數為70%?98.3 %的硫酸與無水乙醇的體積比為1:(0.01?6);
[0010]②、將N-(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺的單體加入到溫度為65°C?80°C的無水乙醇中，再在溫度為65°C?80°C和攪拌速度為500r/min?1770r/min的條件下攪拌反應1min?30min，再加入偶氮二異丁腈，再在反應溫度為65°C?80°C和攪拌速度為500r/min?1770r/min的條件下攪拌反應Ih?10h，再進行離心，再使用無水乙醇清洗3次?5次，得到N-( 3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球；
[0011]步驟一②中所述的N-(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺的單體的質量與無水乙醇的體積比為(0.0025g?0.0lg): lmL；
[0012]步驟一②中所述的偶氮二異丁腈的質量與無水乙醇的體積比為(0.0Olg?0.lg):lmL；
[0013]二、空心過濾膜的制備:
[0014]①、將質量分數為4%?30%的高分子溶液和質量分數為I%?2%的N_(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球分散液混合均勻，得到紡絲原液；
[0015]步驟二①中所述的高分子溶液為聚環氧乙烷水溶液或聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液；
[0016]步驟二①中所述的N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球分散液為N- (3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球水分散液或N- (3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球無水乙醇分散液；
[0017]步驟二①中所述的質量分數為4%?30%的高分子溶液與質量分數為1%?2%的N-(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球分散液的體積比為1:(0.1?5);
[0018]②、采用靜電紡絲技術將步驟二①得到的紡絲原液紡制在鋁箔上，收集鋁箔上的膜，即為摻雜N_( 3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜；
[0019]步驟二②中所述的靜電紡絲技術的電壓為1kV?20kV，噴絲速度為0.2mL/h?2mL/h，紡絲噴絲頭與招箔的距離為1cm?30cm，紡絲時間為0.5h?4.5h。
[0020]本發明的優點:
[0021]—、本發明采用的靜電紡絲方法制備的摻雜N-(3，4_ 二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的方法簡單，容易操作；
[0022]二、本發明方法可以進行放大生產，且重復性好；
[0023]三、本發明制備的N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的直徑為360nm?470nm，具有抗菌性效果，且制備成本低廉，可以降低空氣中的細菌含量；
[0024]四、本發明制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的微觀結構為項鏈狀纖維，對空氣中的PM2.5和PMlO的去除率分別為74.7%?99.2%和79.5%?99.3%，能夠大大降低空氣中的霧霾含量。
【附圖說明】
[0025]圖1為實施例一步驟一②制備的N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的AFM圖；
[0026]圖2為實施例一制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的SEM圖；
[0027]圖3為實施例二步驟一②制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的AFM圖；
[0028]圖4為實施例二制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的SEM圖；
[0029]圖5為實施例三制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的SEM圖；
[0030]圖6為實施例四制備的摻雜N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的SEM圖。
【具體實施方式】
[0031]【具體實施方式】一:本實施方式是一種摻雜N-(3，4_ 二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球的空氣過濾膜的制備方法是按以下步驟完成的:
[0032 ] 一、制備N-( 3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球:
[0033]①、將N-羥甲基丙烯酰胺和鄰苯二酚加入到無水乙醇中混合均勻，再加入質量分數為70 %?98.3 %的硫酸，再在溫度為20°C?50°C下反應5天?12天，再進行抽濾，再使用無水乙醇進行重結晶，得到N-(3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺的單體；
[0034]步驟一①中所述的N-羥甲基丙烯酰胺的質量與無水乙醇的體積比為(0.04g?0.5g):lmL；
[0035]步驟一①中所述的鄰苯二酚的質量與無水乙醇的體積比為(0.02g?0.25g):1mL;
[0036]步驟一①中所述的質量分數為70%?98.3 %的硫酸與無水乙醇的體積比為1:(0.01?6);
[0037]②、將N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺的單體加入到溫度為65°C?80°C的無水乙醇中，再在溫度為65°C?80°C和攪拌速度為500r/min?1770r/min的條件下攪拌反應1min?30min，再加入偶氮二異丁腈，再在反應溫度為65°C?80°C和攪拌速度為500r/min?1770r/min的條件下攪拌反應Ih?10h，再進行離心，再使用無水乙醇清洗3次?5次，得到N-( 3，4-二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺納米球；
[0038]步驟一②中所述的N-(3，4_二羥基-6-丙烯酰胺甲基芐基)丙烯酰胺