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PTFE针刺毡滤料覆膜牢度研究

安全与环境学报 2024年

作者：郭颖赫李冬辉孙志钜柳静献邱乾胜东北大学资源与土木工程学院天津大学电气自动化与信息工程学院沈阳理工大学环境与化学工程学院浙江宇邦滤材科技有限公司

随着环保标准的不断提高，对工业烟气中微细颗粒物的排放提出了更高的要求。目前，工业除尘滤料中基于聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)膜的覆膜针刺毡滤料对微细颗粒物有较高的过滤效率。然而，PTFE膜在长期使用过程中有脱... 详细信息

随着环保标准的不断提高，对工业烟气中微细颗粒物的排放提出了更高的要求。目前，工业除尘滤料中基于聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)膜的覆膜针刺毡滤料对微细颗粒物有较高的过滤效率。然而，PTFE膜在长期使用过程中有脱落的风险，进而影响除尘器的除尘效果。因此，PTFE膜与针刺毡滤料基底间的覆膜牢度至关重要。本文选取市场上常用的5种PTFE覆膜滤料，对其覆膜牢度进行系统评估，并分析覆膜牢度的影响因素。结果表明：同样以PTFE为基底的覆膜滤料具有的最大覆膜牢度，其值大于0.074 MPa；以芳纶、聚酰亚胺(Polyimide，P84)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)针刺毡滤料为基底的覆膜滤料覆膜牢度为0.027～0.029 MPa。经分析，覆膜的处理温度对覆膜牢度有较大影响，而实际处理温度需根据针刺毡基底的材质选择；针刺毡基底表面的纤维面积占比也是影响覆膜牢度的因素之一。此外，对膜脱落后滤料的过滤性能变化进行评估。结果表明，膜脱落对滤料过滤性能有较大影响，其中P84覆膜滤料的膜脱落后过滤性能变化幅度最大，对PM2.5的过滤效率由95.25%降低至78.66%。本文研究成果对覆膜滤料的选择以及增强覆膜滤料的覆膜牢度具有指导作用。

关键词：安全卫生工程技术工业除尘覆膜滤料 PTFE 过滤效率

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口罩过滤性能及其影响因素分析

产业用纺织品 2024年第4期42卷 33-41页

作者：郭颖赫李冬辉孙志钜邱乾胜柳静献天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 浙江宇邦滤材科技有限公司浙江海宁314400 沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159 东北大学滤料检测中心辽宁沈阳110819

科学佩戴口罩是防止颗粒物及气溶胶对人体健康产生威胁的重要手段,而口罩的性能决定了防护效果。收集了市场上常见的12种不同类型的口罩,分析其结构特点,并通过设置3种不同的流量,模拟分析人体在低速呼吸、正常呼吸和高速呼吸状态下口... 详细信息

科学佩戴口罩是防止颗粒物及气溶胶对人体健康产生威胁的重要手段,而口罩的性能决定了防护效果。收集了市场上常见的12种不同类型的口罩,分析其结构特点,并通过设置3种不同的流量,模拟分析人体在低速呼吸、正常呼吸和高速呼吸状态下口罩对颗粒物的过滤效率及阻力。研究结果表明:随着测试流量的增加,口罩对颗粒物的过滤效率呈下降趋势。12种口罩中,KN95型口罩、N95型防尘口罩和KN90型口罩的过滤性能较稳定,可用于对防护要求较高的场所。活性炭口罩和2层棉布口罩的防护效果较差,不宜作为防护口罩应用于医疗领域。研究结果为公众合理选用口罩提供参考。

关键词：口罩过滤效率流量过滤性能阻力静电势

覆膜方法对纳米纤维膜除尘滤料动态过滤性能的影响

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中国环境科学 2023年

作者：郭颖赫赫伟东柳静献沈阳理工大学环境与化学工程学院东北大学资源与土木工程学院

聚四氟乙烯（PTFE）覆膜滤料凭借其对微细颗粒物较高的过滤效率在工业除尘领域得到了广泛使用，然而使用中其阻力增长快且膜易破损。为解决此问题，本文基于静电纺丝技术制备了涤纶（PET）纳米纤维膜，通过直接覆膜法、热处理覆膜法及... 详细信息

聚四氟乙烯（PTFE）覆膜滤料凭借其对微细颗粒物较高的过滤效率在工业除尘领域得到了广泛使用，然而使用中其阻力增长快且膜易破损。为解决此问题，本文基于静电纺丝技术制备了涤纶（PET）纳米纤维膜，通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚（PPS）针刺毡滤料进行复合，并对比研究三种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料、PPS滤料以及PTFE覆膜滤料的动态过滤性能，结果表明，与PTFE覆膜滤料相比，三种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料均表现出优异的过滤性能。稳定过滤阶段，一步共纺覆膜法制备的PET/TPU纳米纤维膜滤料完成单个周期所需时间是PTFE覆膜滤料的2倍，粉尘剥离率为99.79%，其阻力增长速率低、完成单个周期所需时间平稳，降低能耗并减少了气流对膜的造成的磨损，在工业除尘领域具有较大应用潜力。

关键词：工业除尘过滤材料覆膜纳米纤维膜动态过滤性能

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碳捕集用烟尘超净滤料现状及研究进展

纺织导报 2022年第3期 41-46页

作者：柳静献郭颖赫赫伟东东北大学滤料检测中心

滤料作为烟尘超低排放用的关键材料,已成功应用于各行各业。近年来,碳捕集作为烟气深度处理的新方向,对烟气洁净度的要求更加升级。在不增加二级过滤的前提下,烟尘超净滤料势必成为碳捕集领域的新热点。文章在分析现有滤料性能特点的基... 详细信息

滤料作为烟尘超低排放用的关键材料,已成功应用于各行各业。近年来,碳捕集作为烟气深度处理的新方向,对烟气洁净度的要求更加升级。在不增加二级过滤的前提下,烟尘超净滤料势必成为碳捕集领域的新热点。文章在分析现有滤料性能特点的基础上,针对烟气碳捕集应用的新要求,通过改进现有工艺过程,提出并制备纳米纤维表层滤料、超细熔喷表层滤料、超滤膜表层滤料和基于驻极荷电的电滤双效滤料,通过强化表面过滤性能、电吸附辅助等思路,显著提高材料对微细颗粒物的过滤精度和效率,提升烟气洁净度,满足直接碳捕集需求。

关键词：烟气碳捕集超净滤料

聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的制备及性能

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复合材料学报 2019年第3期36卷 572-577页

作者：郭颖赫赫伟东柳静献东北大学资源与土木工程学院沈阳110819

利用静电纺丝技术制备了不同纺丝时间的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米纤维膜,将PET纳米纤维膜、热熔型胶膜及涤纶针刺毡通过热处理复合,制备了三明治结构的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料,利用SEM分析了PET纳米纤维膜形貌,通过... 详细信息

利用静电纺丝技术制备了不同纺丝时间的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米纤维膜,将PET纳米纤维膜、热熔型胶膜及涤纶针刺毡通过热处理复合,制备了三明治结构的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料,利用SEM分析了PET纳米纤维膜形貌,通过TGA确定了PET纳米纤维膜的热处理条件,对不同纺丝时间的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料透气性能、过滤性能进行了研究。结果表明:纺丝液浓度为18%,纺丝电压为15kV,接收距离为21cm,环境温度为13℃,环境湿度为20%条件下得到的PET纳米纤维膜纤维平均直径为514.95nm;PET纳米纤维膜与涤纶针刺毡的复合温度为115℃;随纺丝时间的增加,PET纳米纤维膜的密度增加,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料对颗粒物的过滤效率增大,透气性下降,当密度为3.86g/m2时,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的过滤性能最优,其品质因子QF明显优于常规涤纶针刺毡,对1μm以下颗粒物的过滤效率均高于93%,效率提高了58%以上,表现出优异的过滤性能。

关键词：静电纺丝纳米纤维针刺毡过滤性能复合过滤材料

电气石颗粒/聚苯硫醚针刺毡复合过滤材料的过滤性能

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复合材料学报 2018年第7期35卷 1816-1821页

作者：赫伟东郭颖赫柳静献东北大学资源与土木工程学院沈阳110819

为提高工业用过滤材料对细颗粒物的捕集效率,以袋式除尘用聚苯硫醚(PPS)针刺毡为基材,聚氨酯热熔胶膜为黏合层,通过溶液沉淀法将具有自发极化特性的电气石(TM)颗粒覆于基材表面,经热压处理制备了含不同纯度、不同含量、不同颗粒粒度的T... 详细信息

为提高工业用过滤材料对细颗粒物的捕集效率,以袋式除尘用聚苯硫醚(PPS)针刺毡为基材,聚氨酯热熔胶膜为黏合层,通过溶液沉淀法将具有自发极化特性的电气石(TM)颗粒覆于基材表面,经热压处理制备了含不同纯度、不同含量、不同颗粒粒度的TM颗粒/PPS针刺毡复合过滤材料;利用SEM研究了TM对微细粒子的吸附情况,利用滤料性能测试装置研究了TM颗粒/PPS针刺毡的过滤性能,结果表明:附着TM颗粒后,TM颗粒/PPS针刺毡对亚微米粉尘过滤效率明显提高,TM纯度越高效果越好,纯度为87.16%时,滤料对0.3~1μm粒子过滤效率提高幅度≥13.35%;最优附着浓度为5mg·cm-2时,用于综合评价滤料过滤效率与阻力的滤料品质因数QF值最高;TM颗粒粒径越小,过滤效率提升效果越明显,TM颗粒粒径18~38μm时,对0.3~1μm粒子过滤效率提高幅度≥7.25%。TM颗粒/PPS针刺毡复合滤料较传统针刺毡滤料过滤性能明显增强。

关键词：电气石驻极体自发极化滤料细颗粒物过滤效率

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极化处理对滤料过滤性能的强化

中国环境科学 2018年第1期38卷 112-119页

作者：赫伟东郭颖赫毛宁柳静献东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为强化滤料对微细颗粒物的捕集效率,采用一种具有吸附作用的天然矿物驻极体电气石,通过溶液沉淀及热压工艺将电气石颗粒附着于过滤材料表面,形成一种新型改性驻极滤料,实验结果表明:驻极处理后的滤料压差与未处理滤料基本一致,对微细粒... 详细信息

为强化滤料对微细颗粒物的捕集效率,采用一种具有吸附作用的天然矿物驻极体电气石,通过溶液沉淀及热压工艺将电气石颗粒附着于过滤材料表面,形成一种新型改性驻极滤料,实验结果表明:驻极处理后的滤料压差与未处理滤料基本一致,对微细粒子的捕集效率提升显著,捕集效率的提升幅度随着颗粒物粒径减小而增大.与传统驻极体滤料不同,新型驻极滤料经200℃高温处理后对微细颗粒物捕集效率没有变化.电气石纯度越高吸附作用越明显,纯度为87.52%电气石对0.3,0.5,0.7,0.9,1,2.5μm颗粒的捕集效率分别提升了18.52%,18.01%,16.84%,15.76%,13.35%,11.49%;纯度为80.61%电气石对各粒径颗粒捕集效率分别提升了11.57%,11.20%,9.94%,9.75%,8.47%,9.76%;纯度为78.87%电气石对各粒径颗粒捕集效率分别提升了9.24%,9.26%,7.75%,7.77%,6.06%,5.90%;平均粒径为25μm的电气石颗粒对3μm颗粒物捕集效率的提升<2%.

关键词：驻极滤料 PM2.5 自发极化过滤效率电气石

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纳米纤维膜对滤料性能影响的实验研究

东北大学学报（自然科学版） 2018年第11期39卷 1662-1666页

作者：郭颖赫赫伟东柳静献东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

采用静电纺丝的方法制备了"三明治"结构的纳米涤纶滤料,并对增加纳米膜前后的涤纶滤料进行动态性能测试.结果表明:在洁净过滤阶段初期,纳米涤纶滤料阻力增长较快,随着过程的推进,阻力增长逐渐缓慢,完成每个周期需要的时间大于涤纶滤料,... 详细信息

采用静电纺丝的方法制备了"三明治"结构的纳米涤纶滤料,并对增加纳米膜前后的涤纶滤料进行动态性能测试.结果表明:在洁净过滤阶段初期,纳米涤纶滤料阻力增长较快,随着过程的推进,阻力增长逐渐缓慢,完成每个周期需要的时间大于涤纶滤料,纳米涤纶滤料粉尘剥离率为96. 9%.老化阶段纳米涤纶滤料阻力增长了81. 9 Pa,涤纶滤料增长了112. 3 Pa.稳定过滤阶段纳米涤纶滤料阻力增长缓慢,完成周期时间长,粉尘剥离率为99. 89%.纳米涤纶滤料的阻力性能明显优于涤纶滤料.

关键词：滤料静电纺丝涤纶袋式除尘阻力纳米涤纶滤料

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基于纳米纤维的除尘滤料研制

基于纳米纤维的除尘滤料研制

作者：郭颖赫东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着雾霾加重、空气质量的恶化,大气颗粒物控制已经成为社会关注的重点,袋式除尘技术是控制大气粉尘、实现空气净化的有效手段。过滤材料是袋式除尘技术的核心,对除尘器性能起着决定性的作用。理论和实践证明,过滤材料的纤维越细... 详细信息

近年来,随着雾霾加重、空气质量的恶化,大气颗粒物控制已经成为社会关注的重点,袋式除尘技术是控制大气粉尘、实现空气净化的有效手段。过滤材料是袋式除尘技术的核心,对除尘器性能起着决定性的作用。理论和实践证明,过滤材料的纤维越细,过滤效率越高。因此,研发用于除尘滤料的超细纤维如纳米级别的纤维,对提高滤料的性能有重要意义。静电纺丝是制备纳米纤维的重要方法,但用于烟气除尘领域滤料的纳米纤维尚未见报道。论文采用溶液静电纺丝法制备用于除尘滤料纳米纤维,研究不同工艺参数对静电纺丝制备纳米纤维的影响,以便找出制备纳米纤维的最佳参数。本研究使用涤纶树脂颗粒作为静电纺丝的原材料,通过改变实验参数,研究不同纺丝电压、接收距离以及纺丝液浓度对制备纳米纤维的影响。实验表明,当确定喷丝头直径为0.6mm,纺丝液推进速度为1ml/h时,最佳纺丝电压为15kv,最佳纺丝液浓度为18%,最佳接收距离为21cm,在该条件下制备的纳米纤维形貌良好。通过实验发现,在一定范围内随着纺丝电压的增加,纤维直径不断减小;随着纺丝液浓度的增加,纤维直径不断增加;随着接收距离的增加,纤维直径不断减小。应用制备的纳米纤维膜,附着在除尘滤料表面,进行了系统的过滤实验,结果表明,制备的纳米纤维膜显著地提升了除尘滤料的过滤效率,且具有良好的清灰性能,能有效控制微细颗粒物。

关键词：溶液静电纺丝纳米纤维过滤材料纺丝电压接收距离纺丝液浓度涤纶纤维