技術名稱

以靜電紡絲合成聚丙烯腈/二氧化鈦球珠製作高效率PM2.5之過濾材料

技術摘要

本發明開發新穎過濾層複合材料以作為具口罩/紗窗中之過濾層材料，而此複合式材料具PM2.5過濾、殺菌和抗紫外線等複合式功能，其過濾層材料以PAN奈米纖維為基材結合高介電材料和本實驗室獨有之專利二氧化鈦球珠。通過靜電紡絲技術和微波水熱法製備出了二氧化鈦球珠複合PAN的奈米纖維；為解決目前一般市售的帶電濾材所遇到的問題，一般帶電纖維濾材之電荷量在長時間使用下，電荷量會快速降低，但在添加高介電材料後，可提升濾材表面帶電荷量與生命週期；也用相同的方法，將商用的TiO2（P25）也加入到PAN奈米纖維中，製備P25複合PAN的奈米纖維，透過添加不同濃度的二氧化鈦球珠或P25來控制表面形態，且也改變了纖維的表面化學，使微粒可以更能附著在纖維上，增加過濾的效能，且二氧化鈦球珠和P25添加到PAN奈米纖維中，也將提高光催化效率，以阻擋紫外線的照射；且當二氧化鈦受紫外線照射後，會使價電子受到紫外光激發後，會從價帶躍升到導帶，此時價電會產生帶正電之電洞，而形成一組電子-電洞對，而能分解有機物且能除臭。同時也比較二氧化鈦球珠複合PAN的奈米纖維和P25複合PAN的奈米纖維的過濾效率，阻隔紫外線的效率和抗菌效率。

現有技術描述

1. 靜電集塵：以靜電原理中的正負相吸原理達到吸附除塵效果，在前端分別以離化線通電後讓通過的粒子（微塵或細菌等）被破壞電荷成為正離子，然後經過被通電成為負極的集塵板所吸附（正負相吸原理），達到淨化空氣目的。
2. 過濾阻隔：市面上大部分的空氣清淨機都採用HEPA過濾網，HEPA(High-Efficiency Particulate Air)的濾網，依據美國能源部的定義，不論材質，只要能把大小為0.3微米（μm）的懸浮微粒擋下99.7%，就是HEPA濾網。
3. 負離子：負離子是空氣中一種帶負電荷的氣體離子，稱作「負氧離子」。負離子型空氣清淨機利用強靜電場使空氣中的分子電離出自由電子，能與空氣中的氧分子結合成負氧離子（負離子），同時與空氣中的病菌細胞結合使其內部結構改變、死亡，並聚集包覆甲苯、甲醛等顆粒物質，自然沉降後達到淨化目的。

現有技術問題及其缺陷描述

1. 目前帶電纖維濾材的電荷量在使用環境中快速降低，這是目前帶電纖維濾材最大之缺點[1]，也是急需改進的地方。
2. 目前纖維濾材大多都是單一功能，而沒有複合式的功能。

本技術發明目的、所欲解決之問題、能提昇的功效

1. 複合式的過濾材料具PM_2.5過濾、殺菌和抗紫外線等複合式功能，複合式過濾層材料是以PAN奈米纖維為基材結合高介電的材料和本實驗室獨有之專利二氧化鈦球珠。
2. 本實驗之複合式過濾層材料可以解決目前市面上帶電濾材所遇到的問題，一般帶電濾材會因為長時間的使用而使表面的電荷量降低，但將添加高介電材料與表面偶極分子結構，可提升濾材表面帶電荷量與生命週期。
3. 本實驗之複合式過濾層材料可以解決目前市面上單一功能濾材所遇到的問題，因尚無具有抗紫外線功能之濾材，因此加入光觸媒材料，在受陽光照射時，會產生光觸媒效應，而有抗紫外線之功能，光觸媒材料照光生成氧化力極強之自由基，並進行分解有機物的功能，除此之外又有殺菌及除臭的功能。

適用產業類別

1. 環境工程
2. 紡織業
3. 建築業
4. 工業
5. 醫學

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單位名稱：技轉育成中心

聯絡人：林意茵

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