驻极体2.2VIP免费

驻极体_、八、，前言随着社会经济的不断发展，环境问题也日益突出。“雾霾”天气的产生，使得广大人民群众以及国家对大气污染问题也日益关注。PM2.5、亚微米级别病毒以及化学物质等在空气中扩散、传播，极大地危害了人民的身体健康。因此，有效的控制空气中的细微颗粒物以及有毒有害的化学、生物物质至关重要空气过滤材料的应用是净化空气的重要手段。普通空气过滤材料对于细小微粒的去除不够彻底，而且过滤材料上容易滋生有害微生物，存在二次污染的可能驻极体空气过滤材料为解决这一难题提供了可能。驻极体空气过滤材料具有高效、低阻、节能、抗菌等优点，是一类非常有应用前景的新型空气过滤材料。一、驻极体驻极体是指那些能够长期储存空间电荷和偶极电荷的电介质材料,即从时间跨度上来看,它们是电荷衰减时间常数比形成周期大得多的材料。具有在无外电场的条件下能自身产生静电作用力的特性。根据驻极体电荷的来源和性质，驻极体材料中的电荷可分为空间电荷和极化电荷两类。空间电荷主要是从介质外面经施加的电场推斥，沉积到介质表面或注入到介质表层一定深度，被介质表面或内部的各种陷阱捕获的带电粒子（如电子、离子等），也称为驻极体的捕获电荷。极化电荷是通过冻结取向偶极子和界面极化而形成的，这种电荷被束缚在分子内，不能脱离分子转移到其他部位，故也被称为束缚电荷。二、驻极体材料驻极体材料被广泛应用于高效低阻空气过滤材料领域。驻极体空气过滤材料要求材料储存电荷的密度大、寿命长及稳定性高。主要影响因素是材料性质充电方法、电荷分布状态、储存的环境条件等。相关文献表明,驻极体过滤材料过滤效率要远远高于常规过滤材料。众所周知,常用的纤维过滤材料,其捕尘机理主要依靠直接拦截、布朗扩散、惯性碰撞和重力沉积等机械阻挡作用,过滤材料和粒子之间静电吸附作用甚弱对粒径小于1pm的粒子过滤效果很差。如果在空气过滤过程中增强静电吸附,除原有的机械阻挡作用外,依靠库仑力直接吸引气相中的带电微粒并将其捕获,或诱导中性微粒产生极性再将其捕获,过滤效率无疑将大大增强,且过滤阻力也有所下降。用作驻极体的原材料需要优异的介电性能，如高体电阻和表面电阻、高介电击穿强度、低吸湿性和透气率等。驻极体材料可分为无机驻极体、有机驻极体和生物驻极体。2.1无机驻极体材料二氧化硅是国内外研究比较多的无机驻极体材料，特别是它经过化学表面处理，可以制备高稳定性驻极体。钛酸钡(BaTiO3)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铝(A12O3)和氧化钛(TiO2)等氧化物，以及氮化硅(Si3N4)等都是已研究的无机驻极体材料。黄志强等通过离子掺杂对二氧化硅进行改性，以提高其正电荷驻极性能和储存稳定性，从而获取所期望的正驻极体材料。他运用溶凝工艺在非晶态SiO2薄膜驻极体中掺入质量分数为0.2的A12O3和质量分数为0.4的PbO。高温恒栅压正电晕充电及等温电荷衰减等实验表明，经A13+和Pb2+离子掺杂改性的SiO2薄膜具备较好的正极性驻极体性能，其正电荷储存稳定性在210d后高于95%。另外还可用B3+、Zn2+掺杂对SiO2薄膜驻极体改性。在天然矿物中，也有具有永久极性的材料，而其中电气石是永久极性自发电极性最强的，其极化矢量不会受到外部电场的影响。1993年日本学者中村辉太郎发表了一篇《关于电气石性能》的报告，许多学者对此产生兴趣，并且研制出了电气石驻极体纤维。Takahashi等将电气石细微粉末加入到合成纤维中，并将这种纤维制成非织造布，然后将其用于空气过滤材料。研究表明，加入电气石后，过滤材料不仅提高了对灰尘的过滤效率，而且能够杀菌和净化空气。2.2有机驻极体材料以氟碳聚合物为代表的高绝缘性氟聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(Teflon-FEP)可溶性聚乙烯(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)等都是性能优良的有机驻极体材料。国内外这方面驻极体文献报道很多，Reinhard等探讨了聚四氟乙烯纳米材料比常规聚四氟乙烯高的压电性能和电荷存储能力，在300°C时仍保持较好的电荷稳定性。夏钟福等利用在室温和高温下的栅控恒压电晕充电，探讨了聚四氟乙烯多孔膜形成的正、负极性两类驻极体都表现出最好的电荷储存稳...