金属矿山

作者：王志荣,杨婷,柯律,黄荣廷,朱金佗,何新建,徐欢

单位：1. 国能神东煤炭技术研究院,陕西 神木 719315;2. 中国矿业大学材料与物理学院,江苏 徐州 221116;3. 中国矿业大学安全工程学院,江苏 徐州 221116

关键词：矿山粉尘,纳纤膜,长效低阻,紫外屏蔽,抗菌性能,

煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM 和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效率、高抗菌效率的可降解纤维过滤材料。本文采用静电纺丝—喷雾相结合的技术,将二氧化钛(TiO2)纳米颗粒直接嵌入聚乳酸(PLA)纳米纤维(PLA@ TiO2 ),同时调控纺丝环境湿度形成串珠结构,从而有效提高纤维膜的电活性、驻极性能和过滤性能,并赋予优异的UV 屏蔽和抑菌性能。在气体流量为85L/ min 时,纯PLA 纤维膜对PM0. 3 的过滤效率仅有83. 9%,空气阻力高达654. 9 Pa,而PLA@ TiO2 纤维过滤效率显著提高且空气阻力明显降低,当TiO2 浓度为4%时,过滤效率高达97. 9%,空气阻力降低到260. 2 Pa。此外,PLA@ TiO2纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率均达到100%。TiO2 嵌入PLA 纤维还能使纤维膜吸收紫外线辐射,PLA@ TiO2 纤维膜紫外线透过率(TUVB)与纯PLA 纤维膜相比下降到20. 1%,能够防止和避免皮肤损伤等疾病。纳米纤维驻极性能和串珠结构的结合提供了高效过滤、低空气阻力以及高抑菌效率,为减少和预防尘肺病的发生提供了有益的参考。

来源：2024年第4期

《金属矿山》期刊编辑部

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