L'équipe de recherche du Laboratoire provincial clé des matériaux textiles médicaux et de santé du Shandong a développé un nouveau type de membrane en nanofibres capable de filtrer efficacement les polluants atmosphériques dans des conditions difficiles. Les résultats ont été publiés dans la revue « Separation and Purification Technology ».
La composition des gaz résiduaires industriels est complexe et nocive, et le développement de matériaux de filtration de l'air haute performance est imminent. Le matériau filtrant idéal doit présenter une excellente imperméabilité aux liquides, une résistance aux produits chimiques nocifs et une grande adaptabilité climatique.
À cette fin, l'équipe de recherche a développé une membrane nanofibre à structure organométallique fluorée (F-MOF) @ polyétherimide/polyfluorure de vinylidène-hexafluoropropylène/fluoroalkylsilane (PEI/PVDF-HFP/FAS), qui présente un grand potentiel dans la protection individuelle et industrielle et la filtration de l'air.
Préparation d'une membrane nanofibre super-répulsive aux liquides
Les chercheurs ont utilisé une technologie d'électrofilage multi-aiguilles pour préparer cette membrane nanofibre. En termes simples, la solution de matériau est étirée en fibres très fines grâce à un équipement spécial, puis empilée pour former une membrane.
Les principaux composants de cette membrane comprennent le polyétherimide (PEI), le polyfluorure de vinylidène-hexafluoropropylène (PVDF-HFP) et le fluoroalkylsilane (FAS), et des nanoparticules de structure organique métallique fluorée (F-MOF) sont ajoutées pour améliorer les performances.
Caractéristiques de la membrane nanofibre super-répulsive aux liquides
Cette membrane en nanofibres présente une porosité élevée de 80 % et une taille de pores moyenne de 2,6 microns, permettant à l'air de passer en douceur tout en bloquant efficacement les particules fines.
Elle reste stable à une température élevée de 450 °C et ne se décompose pas facilement. Grâce à la composition du matériau, la surface de la membrane présente des propriétés ultra-hydrofuges, avec un angle de contact avec l'eau de 162° et un angle de contact avec l'huile de 145°. Elle est hydrofuge et oléophobe, difficilement contaminable par les liquides et autonettoyante.
De plus, la membrane a un taux antibactérien allant jusqu'à 99 %, ce qui peut empêcher efficacement la croissance bactérienne.
En ce qui concerne les particules, la membrane nanofibres super-hydrofuge est également performante, filtrant jusqu'à 100 % des particules de NaCl et de DEHS dans certaines conditions. Parallèlement, elle maintient une faible résistance à l'air lors d'une filtration haute efficacité ; par exemple, à un débit d'air de 10 litres/minute, la résistance n'est que de 25 Pa.
Cette nouvelle membrane en nanofibres permet d'obtenir une combinaison de répulsion des liquides ultra-liquides et de performances de filtration à haute efficacité grâce à un processus de préparation simple, et peut fonctionner de manière stable pendant longtemps dans des environnements difficiles.
KLC accordera une attention particulière au développement de telles membranes nanofibres à haute performance et continuera d'approfondir l'application de la technologie de filtration propre, et s'engage à promouvoir sa large application dans des domaines industriels clés tels que le pétrole, la chimie, la médecine et l'alimentation, aidant l'industrie à atteindre des niveaux plus efficaces et solutions de filtration d'air fiables.
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