摘要：
靜電紡絲技術(shù)是一種新型制備納米纖維或微納米復(fù)合纖維的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、可實(shí)現(xiàn)大面積制備、纖維結(jié)構(gòu)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。在環(huán)保領(lǐng)域，靜電紡絲技術(shù)具有制備新型環(huán)保材料的潛在應(yīng)用。本文將從材料的結(jié)構(gòu)與性能、制備方法及優(yōu)化、應(yīng)用等方面給出靜電紡絲在環(huán)保材料制備中的應(yīng)用研究概述，對(duì)其現(xiàn)狀與前景進(jìn)行討論。
正文：
1. 靜電紡絲技術(shù)原理
靜電紡絲即將高氣壓電場(chǎng)下的聚合物溶液或高分子材料在噴頭噴出時(shí)通過高電位靜電紡床的作用下，形成納米纖維或微納米復(fù)合纖維。在靜電紡絲過程中，聚合物經(jīng)過凝固后直接成為纖維，其成型與模切工藝相類似。與傳統(tǒng)工藝相比，靜電紡絲不僅方法簡(jiǎn)單易行，而且制備出的材料具有優(yōu)異的特性。因此，被廣泛應(yīng)用于制備新型復(fù)合材料、敏感材料及高效能儲(chǔ)能材料等方面。
2. 材料的結(jié)構(gòu)和性能
由靜電紡絲制備的材料主要為納米纖維或微納米復(fù)合纖維。其纖維直徑一般在10-1000 nm之間，結(jié)構(gòu)細(xì)致，形態(tài)相當(dāng)接近于自然纖維的形態(tài)。因此，靜電紡絲技術(shù)制備的材料具有極高的比表面積、表面活性及多孔性等特性。同時(shí)，這些材料因表面積大、表面活性高，所以具有物理、化學(xué)性能優(yōu)異、超浸潤(rùn)性較佳的優(yōu)點(diǎn)。例如，進(jìn)一步利用靜電紡絲制備的微納米纖維材料，在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用于吸附氣體、過濾液體、細(xì)胞支架等方面。
3. 制備方法及優(yōu)化
靜電紡絲制備材料的主要參數(shù)有：溶液濃度、毛細(xì)管作用力、噴頭收縮角度、電壓、靜電場(chǎng)強(qiáng)度等。制備材料的性能與所采取的制備工藝參數(shù)密切相關(guān)。靜電紡絲制備工藝中，溶液濃度為制備過程中的一項(xiàng)重要參數(shù)，其數(shù)值大小、含量及添加劑類型等都會(huì)直接影響單個(gè)材料的形態(tài)和性質(zhì)。此外，噴頭收縮角度的大小對(duì)纖維的直徑與形態(tài)有直接影響。為了獲得合適纖維形態(tài)和尺寸分布，需要調(diào)整噴頭收縮角度，從而促進(jìn)纖維撕裂與阻止爆破現(xiàn)象的發(fā)生。電壓與靜電場(chǎng)強(qiáng)度也是影響纖維形態(tài)的重要因素。電壓的大小會(huì)影響纖維的直徑大小，從而影響纖維的物理性能和化學(xué)性能。
4. 應(yīng)用
靜電紡絲技術(shù)制備的材料在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加廣泛，包括： 納米纖維膜、光催化薄膜、抗菌抗病毒材料、吸附分離材料、生物材料、能量環(huán)保材料等。其中，納米纖維膜主要應(yīng)用于空氣污染治理領(lǐng)域，能將飛塵、二氧化氮、二惡英等污染物徹底過濾除去，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。光催化薄膜主要應(yīng)用于污水處理、水中重金屬去除方面，抗菌抗病毒材料則主要應(yīng)用于醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域、食品包裝領(lǐng)域。吸附分離材料可應(yīng)用于化學(xué)、生物、食品、飲料、制藥等多個(gè)領(lǐng)域，生物材料則是治療疾病的主要材料之一。能量環(huán)保材料包括太陽能電池、儲(chǔ)能材料等領(lǐng)域，較好的滿足了現(xiàn)階段對(duì)新型環(huán)保材料的需求。
結(jié)論：
靜電紡絲技術(shù)是目前制備新型環(huán)保材料的新途徑，其材料纖維的直徑小，表面積大、表面活性高、多孔性良好，并能調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)和性能等優(yōu)點(diǎn)。制備工藝簡(jiǎn)單、低成本、規(guī)?；苽涞葍?yōu)點(diǎn)，極大地拓展了新型環(huán)保材料的應(yīng)用范圍。對(duì)其未來的研究方向應(yīng)考慮進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝參數(shù)，提高材料的各項(xiàng)特性，為更加廣泛的應(yīng)用提供更多可能。巴洛仕集團(tuán)作為集環(huán)保工程、土壤修復(fù)、固廢處理、危廢減量化、污泥資源化利用、?；诽幹谩⒒で逑?、污泥太陽能干化等于一體的環(huán)保企業(yè)，將不斷投入到環(huán)保材料的制備研究中，推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
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