Page 42 - 《精细化工》2021年第8期
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·1536·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            壳素等。壳聚糖，又称脱乙酰甲壳素，起源于甲壳                             抑菌活性，能够有效杀死各类细菌、真菌等微生物，
            素的脱乙酰化       [60] ，作为一种天然抗菌材料，壳聚糖                  可以应用于空气过滤，能够有效预防二次污染，但
            被广泛用作静电纺丝材料制备纳米纤维。DESAI 等                   [61]   还没有充分研究其对病毒的灭活性能。在当今新冠
            将壳聚糖/聚氧化乙烯（PEO）溶液电纺到聚丙烯纺                           疫情蔓延全世界的情况下，抗菌滤膜是否能够有效
            粘无纺布上制得纳米纤维过滤材料，其实现空气过                             地阻止病毒传播并灭活病毒成为研究热点。除此之
            滤的同时具有壳聚糖的天然抗菌特性。但天然抗菌                             外，当抗菌滤膜应用于个人防护设备时，滤膜的过
            剂也存在抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低等                             滤阻力较大会导致佩戴者出现呼吸困难等症状，应
            缺点。                                                深入研究如何降低过滤阻力以使其具有足够的透气
                 目前，大部分抗菌滤膜具有较高的抗菌效率及                          性能。

                                                 表 2   抗菌滤膜的研究总结
                                    Table 2    Summary of research on antibacterial filter membranes
                     抗菌剂           抗菌剂类型               实验菌类                 抗菌效率/%       抑菌活性/mm     参考文献
            纳米 TiO 2               无机抗菌剂  金黄色葡萄球菌                         99.50              —         [62]
            苄基三乙基氯化铵（BTEAC）有机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、克雷伯菌、大肠杆菌                       90.40、99.90、99.90  —         [63]
            CTS                    天然抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    92.12、95.84        —         [64]
            抗菌整理剂（SCJ-891）         有机抗菌剂  金黄色葡萄球菌                         99.99              —         [65]
            季铵盐壳聚糖（HTCC）           有机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    99.75、99.52        —         [66]
            苦参提取物                  天然抗菌剂  表皮葡萄球菌                          99.98              —         [67]
            纳米银                    无机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    98.50、94.20        —         [68]
            茶多酚（GTP）               天然抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    97.60、96.90        —         [69]
            纳米银                    无机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    99.99、99.99        —         [70]
            纳米载银二氧化钛（AgTiO 2） 无机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                         99.99、99.99        —         [71]
            两亲性 N-卤胺               有机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                    100.00、97.00       —         [72]
            纳米银                    无机抗菌剂  金黄色葡萄球菌、大肠杆菌                          —      30.2、17.3       [73]
            纳米银                    无机抗菌剂  大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄                    —      31.2、31.7、27.5、  [74]
                                            球菌、蜡样芽孢杆菌                                  27.6
            纳米银                    无机抗菌剂  枯草芽孢杆菌、大肠杆菌                           —      15.0、12.0       [75]
                 注：“—”为没有相关数据。

            2.2   可降解滤膜                                        较好的稳定性和可纺性。COOPER 等              [78] 研究了具有
                 大多数静电纺丝纳米纤维膜对细小颗粒具有出                          天然抗菌性能的电纺壳聚糖（CTS）/聚氯乙烯（PVC）
            色的过滤效率，但使用后产生的二次污染大大限制                             复合纳米纤维膜用于抗菌过滤，制得的复合纳米纤
            了其实际应用。对合成的高分子材料的处理往往是                             维是可生物降解的。ZHU 等           [79] 通过静电纺丝法制得
            填埋和焚烧，这会导致环境污染和资源短缺等问题，                            了 PVA/柠檬酸（CA）复合纳米纤维膜，再将疏水
            迫切需要制备出可生物降解的电纺纳米纤维膜。可                             性 SiO 2 纳米粒子以及纳米银粒子掺入到 PVA/CA 纳
            生物降解通常是指在一定的时间和一定的条件下，                             米纤维膜中，可以在纳米纤维表面上产生分层的粗
            能在细菌、真菌、藻类等天然存在的微生物作用下                             糙结构并增强了过滤效率，该复合纳米纤维膜表现
            能发生化学、生物或物理作用而降解或酶解为小分                             出较高的过滤效率，对 NaCl 气溶胶颗粒的过滤效率
            子的过程。对此一些研究者对纤维素、CTS、PVA                           最高达到了 99.83%，可以应用于高效空气过滤，尤
            等可降解材料在高效空气过滤方面的应用进行了                              其是个人防护领域。
            探索。                                                    目前，用于静电纺丝的天然高分子材料品种还
                 MA 等 [76] 将醋酸纤维素（CA）溶液电纺成非织                   十分有限，对所得产品结构和性能的研究不够完善，
            造纤维网，对 CA 纳米纤维网进行热处理和碱处理，                          最终产品的应用大都只处于实验阶段，有待进一步
            以提高结构完整性和机械强度，获得再生纤维素                              研究。
            （RC）纳米纤维网。ZHANG 等          [77] 将纳米结构的 CTS         2.3   疏水性滤膜
            纳米纤维原位电纺成一个被污染的封闭空间，捕集                                 普通空气过滤材料在处理湿度较大或黏性较大
            PM 2.5 的效率达到 95%以上，能够有效清洁空气。除                      的含尘气体时，粉尘易黏附在过滤网上，从而使滤
            此之外，纯壳聚糖在其他聚合物的辅助作用下具有                             网的过滤阻力上升，最终导致空气过滤装置的使用
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