一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法。所述的可释放远红外线的功能过滤材料，其特征在于，包括基材以及设于基材之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括至少一个层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层和由纳米纤维定向排列堆砌而成的空腔结构，部分或全部空腔结构内填充有可释放远红外线的物质，纳米纤维也掺杂有可释放远红外线的物质。本发明的可释放远红外的功能过滤材料具备过滤效率高、阻力压降大、远红外发射率高等优点，在空气过滤领域具有广阔的应用前景。

权利要求

1.一种可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，所述的可释放远红外线的功能过滤材料包括基材以及设于基材之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括至少一个层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层以及设于平面层之上的由纳米纤维堆砌而成的空腔结构，部分或全部空腔结构内填充有可释放远红外线的物质，纳米纤维也掺杂有可释放远红外线的物质，其特征在于，所述制备方法包括：步骤1：将可释放远红外线的物质分散于溶剂中，形成分散液，将可释放远红外线的物质分散于溶剂中，加入聚合物，搅拌形成纺丝溶液；

步骤2：将基材置于静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；基材置于滚筒上，基材的孔和滚筒上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；

步骤3：在基材上形成至少一个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：先将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层，再将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构的腔壁，然后通过将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质；最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

2.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的基材为网孔状，孔的形状为三角形、长方形或圆形，克重为10～300g/m2，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、锦纶、纤维素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金属。

3.如权利要求2所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的长方形为正方形。

4.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米纤维膜的孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，克重为0.01～70g/m2，堆积密度为0.006～0.084g/cm3，纳米纤维膜中层级单元的个数为1～10。

5.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的平面层的纤维直径为0.02～20μm，孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，堆积密度为0.006～0.084g/cm3。

6.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的每一层级单元中空腔结构的数量为2.5×104～5×106个/cm2，空腔的高度为5～50μm，截面形状为圆形、长方形或三角形，截面面积为20～4000μm2。

7.如权利要求6所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的长方形为正方形。

8.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的空腔结构内可释放远红外线的物质为碳化硅、电气石、麦饭石、远红外陶瓷和金属氧化物中的至少一种，物质的形态为颗粒状或短纤，每个空腔内填充的可释放远红外线的物质质量为0.1～1000μg。

9.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为10％～90％，分布形式为均匀分布。

10.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米纤维的化学成分为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯PFA、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯PTFE、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种或以上。

11.如权利要求1所述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米纤维掺杂的可释放远红外线的物质的质量比例为0.01％～5％。

说明书

一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于空气过滤领域，涉及一种功能过滤材料，特别是涉及一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 雾霾的肆虐给人体健康带来巨大威胁，采取有效措施对空气进行净化迫在眉睫。现有净化空气用过滤材料大多只具有过滤颗粒物的功能，且存在过滤效率低、阻力压降大的缺陷。本发明的一种可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法充分利用纳米纤维材料直径细、孔径小、比表面积大的优点，且对结构进行了有效调控，得到具有空腔的纳米纤维功能过滤材料，除可将颗粒物进行高效低阻去除之外，还具有远红外释放功能，除可保障人体免受雾霾侵扰之外还可提供保健作用。

[0003] 现有空 气过滤 材料涉 及的技术 中 ，包 括《负 离子过滤 无纺布》(ZL201110407879.8)、《一种单层支撑性多功能空气过滤膜》(CN201610244080.4)、《透光、透气、静电排斥PM2.5空气过滤膜及制备方法》(CN201510307864.2)、《低阻力高效空气过滤器》(CN201520260540.3)、《可重复使用可更换空气过滤材料的车用空气过滤器》(CN201420749917.7)等都涉及在宏观上改进空气过滤效果，未涉及利用纳米纤维构筑本技术的特定结构。现有远红外材料涉及的技术中，包括《一种具有负离子的远红外保暖纤维》(CN201620180415.6)、《远红外陶瓷微粉与热塑性聚氨酯树脂复合保健材料》(CN201310173454.4)、《纳米远红外线布》(CN200810134322.X)、《纳米远红外线贴布》(CN200710038956.0)、《能增加远远红外线产生效能的纳米复合材料及其制作方法》(CN200910163167.9)等都未在材料内部构筑特殊结构以增强其远红外发射效果，且未涉及将远红外功能物质用于空气过滤领域。

[0004] 综上所述，现有空气过滤材料均存在过滤效率低、阻力压降大、功能单一等问题，为克服上述缺点，本发明提供一种可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的是克服现有空气过滤材料功能单一、过滤效率低、阻力压降大的缺点，弥补远红外材料在空气过滤领域应用的空白，提供一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法。

[0006] 为了达到上述目的，本发明提供了一种可释放远红外线的功能过滤材料，其特征在于，包括基材以及设于基材之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括至少一个层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层以及设于平面层之上的由纳米纤维堆砌而成的空腔结构，部分或全部空腔结构内填充有可释放远红外线的物质，纳米纤维也掺杂有可释放远红外线的物质。

[0007] 优选地，所述的层级单元从下到上依次设置。

[0008] 优选地，所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层，该平面层设于位于最上侧的层级单元之上。

[0009] 优选地，所述的空腔结构中纳米纤维定向排列。

[0010] 优选地，所述的基材为网孔状，孔的形状为三角形、正方形、长方形或圆形，克重为10～300g/m2，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、锦纶、纤维素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金属。

[0011] 优选地，所述的基材网孔大小为1～25mm2。

[0012] 优选地，所述的纳米纤维膜的孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，克重为2 3
0.01～70g/m，堆积密度为0.006～0.084g/cm，纳米纤维膜中层级单元的个数为1～10。

[0013] 优选地，所述的平面层的纤维直径为0.02～20μm，孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，堆积密度为0.006～0.084g/cm3。

[0014] 优选地，所述的每一层级单元中空腔结构的数量为2.5×104～5×106个/cm2，空腔2
的高度为5～50μm，截面形状为圆形、正方形、长方形或三角形，截面面积为20～4000μm。

[0015] 优选地，所述的空腔结构内可释放远红外线的物质为碳化硅、电气石、麦饭石、远红外陶瓷和金属氧化物中的至少一种，物质的形态为颗粒状或短纤，每个空腔内填充的可释放远红外线的物质质量为0.1～1000μg。

[0016] 优选地，所述的填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为10％～90％，分布形式为均匀分布。

[0017] 优选地，所述的填充有可释放远红外线的物质的空腔结构与不可释放远红外线的物质的空腔结构间隔设置。

[0018] 优选地，所述的纳米纤维的化学成分为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种或以上。

[0019] 优选地，所述的纳米纤维掺杂的可释放远红外线的物质的质量比例为0.01％～5％。

[0020] 优选地，所述的可释放远红外线的功能过滤材料对0.3～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa，远红外线发射率为0.8～0.99。

[0021] 本发明还提供了上述的可释放远红外线的功能过滤材料的制备方法，其特征是，包括：

[0022] 步骤1：将可释放远红外线的物质分散于溶剂中，形成分散液，将可释放远红外线的物质分散于溶剂中，加入聚合物，搅拌形成纺丝溶液；

[0023] 步骤2：将基材置于静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；基材置于滚筒上，基材的孔和滚筒上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；

[0024] 步骤3：在基材上形成至少一个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：先将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层，再将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构的腔壁，然后通过将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质；最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0025] 优选地，所述的步骤3还包括将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层。

[0026] 优选地，所述的可释放远红外线的物质为碳化硅、电气石、麦饭石、远红外陶瓷和金属氧化物中的至少一种，粒径为0.01～3μm，分散液中含量为0.01～20wt％，纺丝溶液中含量为0.01～20wt％。

[0027] 优选地，所述的溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一种或以上。

[0028] 优选地，在将可释放远红外线的物质分散于溶剂中后进行超声搅拌，所述的超声搅拌的时间为5～60min，搅拌形成均匀的纺丝溶液的时间为1～50h。

[0029] 优选地，所述的聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种或以上。

[0030] 优选地，所述的聚合物的质量分数为8～40wt％。

[0031] 优选地，所述的静电纺丝参数为电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，时间10～300min。

[0032] 优选地，所述的滚筒的横截面为圆形，截面积为100～1000cm2，长度L1为30～100cm，材质为铁、铝、铜或其他导电材料；滚筒的筒壁厚度T1为2～20cm；所述的凸起规则排列在滚筒的表面，凸起的形状为三棱柱、正方体、长方体或圆柱体，材质与滚筒相同；所述的凸起的高度H为0.5～2mm，截面积为0.25～9mm2，厚度T2为0.1～0.5mm，相邻两个凸起在滚筒上的间距D为0.5～1mm；所述的孔的形状为圆形、正方形、长方形或三角形，面积为0.01～
1mm2。

[0033] 优选地，所述的刻蚀蒸汽的成分为甲酸溶液、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液或碳酸镁溶液，浓度为10％～80％，蒸汽送入速度为0.1～3m/s。

[0034] 优选地，所述的刻蚀蒸汽的送入方式为间歇送入或连续送入，间歇送入的总时间为10～300min，送入：非送入的时间比例为1：1、1:2、1:3、1:4、4:1、3:1、2:1；连续送入的时间为10～300min，蒸汽从凸起的孔中释放速度为0.1～3m/s。

[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0036] (1)纳米纤维材料纤维直径细、孔径小、比表面积大的优点可充分使空气过滤材料在保持高过滤效率的同时，显著降低材料的阻力压降，从而满足空气过滤材料高效低阻的性能要求，此外，纳米纤维的高比表面积可承载更多的远红外功能物质，增强材料的远红外发射率。

[0037] (2)本发明的空腔结构可进一步增强远红外发射率，同时空腔结构较纳米纤维形成的孔径大，可使气流在经过空腔时速度显著降低，从而减小空气流动阻力。

[0038] (3)在与具有光滑表面的网孔状基材进行复合时，微模块可填补网孔，避免孔状基材的丝线附近纤维的内嵌。

[0039] (4)可利用与网孔状基材反应的特定溶剂蒸汽作为刻蚀介质，将刻蚀蒸汽送入滚筒，在微孔上排出，对网孔状基材进行刻蚀，增加网孔状基材的粗糙度，从而增强纳米纤维在基材表面的结合牢度。

[0040] (3)本发明的可释放远红外线的功能过滤材料具备过滤效率高、阻力压降大、远红外发射率高等优点，在空气过滤领域具有广阔的应用前景。

附图说明

[0041] 图1为本发明可释放远红外线的功能过滤材料结构示意图

[0042] 图2为本发明可释放远红外线的功能过滤材料纳米纤维上功能物质的分布示意图[0043] 图3为静电纺丝接收装置示意图。

[0044] 图4为凸起放大图。

具体实施方式

[0045] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0046] 实施例1

[0047] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12之上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0048] 基材11为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为99.99％，平均孔径为1μm，克重为0.1g/m2，堆积密度为0.006g/cm3，共1个层级单元。

[0049] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为0.02μm，孔隙率为99.99％，平均孔径为1μm，堆积密度为0.006g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为5×106个/cm2，空腔结构的高度为5μm，截面形状为三角形，截面面积为50μm2。

[0050] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为碳化硅，物质的形态为颗粒状，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为0.1μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为10％，被填充的空腔结构均匀分布。填充有具备可释放远红外功能的物质的空腔结构13与不填充有具备可释放远红外功能的物质的空腔结构13间隔设置。

[0051] 纳米纤维的化学成分为氟化乙丙烯共聚物，纳米纤维掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0052] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0053] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质碳化硅(粒径为400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质碳化硅(粒径为400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g氟化乙丙烯共聚物(东莞宸葳塑胶原料有限公司，重均分子量200000道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0054] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm，孔的形状为正方形，面积为2
0.01mm。

[0055] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0056] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；在基材上形成一个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层
12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0057] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对10μm颗粒的过滤效率为80％，阻力压降为10Pa，远红外线发射率为0.8。

[0058] 实施例2

[0059] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12之上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0060] 基材为华阳F100型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为100g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为99.9％，平均孔径为1.5μm，克重为1g/m2，堆积密度为0.01g/cm3，共1个层级单元。

[0061] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为1μm，孔隙率为99.9％，平均孔径为1.5μm，堆积密度为0.01g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为4×106个/cm2，空腔结构的高度为5μm，截面形状为长方形，截面面积为100μm2。

[0062] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为电气石，物质的形态为颗粒状，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为1μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为15％，被填充的空腔结构均匀分布。填充有具备可释放远红外功能的物质的空腔结构13与不填充有具备可释放远红外功能的物质的空腔结构13间隔设置。

[0063] 纳米纤维的化学成分为聚苯乙烯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0064] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0065] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质电气石(粒径为400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质电气石(粒径为400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江苏赛宝龙GP525，重均分子量250000道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0066] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0067] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0068] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成一个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压40kV，接收距离15cm，灌注速度1mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为70cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压40kV，接收距离15cm，灌注速度1mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层
12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0069] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对10μm颗粒的过滤效率为85％，阻力压降为10Pa，远红外线发射率为0.81。

[0070] 实施例3

[0071] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12之上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为
2 2
8mm ，孔隙率为60％，克重为120g/m ，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为99％，平均孔径为2.5μm，克重为5g/m2，堆积密度为0.015g/cm3，共2个层级单元，从下到上依次设置。

[0072] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为2μm，孔隙率为99％，平均孔径为2.5μm，堆积密度为0.006～0.084g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为3.5×106个/cm2，空腔结构的高度为5μm，截面形状为正方形，截面面积为200μm2。

[0073] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为麦饭石，物质的形态为颗粒状，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为2μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为20％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0074] 纤维的化学成分为尼龙6，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为0.5％。

[0075] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0076] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质麦饭石(粒径为(200nm)分散于30mL溶剂四氢呋喃中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质麦饭石(粒径为200nm)分散于30mL溶剂四氢呋喃中，超声搅拌10min后，加入20g尼龙6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0077] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒12
的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm ，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为
0.01mm2。

[0078] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0079] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；在基材上形成2个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环2次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0080] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对10μm颗粒的过滤效率为90％，阻力压降为15Pa，远红外线发射率为0.82。

[0081] 实施例4

[0082] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0083] 基材为华阳F80型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为80g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为95％，平均孔径为3μm，克重为10g/m2，堆积密度为0.02g/cm3，共2个层级单元，从下到上依次设置。

[0084] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为3μm，孔隙率为60～99.99％，平3
均孔径为1～10μm，堆积密度为0.006～0.084g/cm ；每一层级单元中空腔结构的数量为3×
106个/cm2，空腔结构的高度为5μm，截面形状为圆形，截面面积为300μm2。

[0085] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为远红外陶瓷，物质的形态为颗粒状，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为5μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为25％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0086] 纤维的化学成分为可溶性聚四氟乙烯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为0.5％。

[0087] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0088] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(250nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为250nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入20g可溶性聚四氟乙烯(广州松柏化工，重均分子量30万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0089] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0090] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0091] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；在基材上形成2个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间10min；如此循环共2次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0092] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对10μm颗粒的过滤效率为95％，阻力压降为20Pa，远红外线发射率为0.83。

[0093] 实施例5

[0094] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0095] 选择接收基材，材质为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为90％，平均孔径为3.5μm，克重为15g/m2，堆积密度为0.025g/cm3，共3个层级单元，从下到上依次设置。

[0096] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为4μm，孔隙率为90％，平均孔径为3 6 2
3.5μm，堆积密度为0.025g/cm ；每一层级单元中空腔结构的数量为2.5×10个/cm ，空腔结构的高度为6μm，截面形状为三角形，截面面积为400μm2。

[0097] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为远红外陶瓷，物质的形态为颗粒状，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为10μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为30％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0098] 纤维的化学成分为聚偏氟乙烯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0099] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0100] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N-甲基吡咯烷酮中，超声搅拌10min后，加入10g聚偏氟乙烯(苏威6160，重均分子量30万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0101] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0102] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0103] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成3个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压20kV，接收距离20cm，灌注速度1mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间20min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间5min；如此循环3次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0104] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对10μm颗粒的过滤效率为100％，阻力压降为25Pa，远红外线发射率为0.84。

[0105] 实施例6

[0106] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0107] 基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为88％，平均孔径为4μm，克重为20g/m2，堆积密度为0.03g/cm3，共3个层级单元，从下到上依次设置。

[0108] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为5μm，孔隙率为88％，平均孔径为4μm，堆积密度为0.03g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为2×106个/cm2，空腔结构的高度为7μm，截面形状为长方形，截面面积为600μm2。

[0109] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为碳化硅，物质的形态为短纤，直径为0.5μm，长度为3mm，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为50μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为35％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0110] 纤维的化学成分为聚乙烯醇缩丁醛，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0111] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0112] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质碳化硅(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质碳化硅(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g聚乙烯醇缩丁醛(阿拉丁P105915，重均分子量4万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0113] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；如图4所示，滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为圆形，面积为0.01mm2。

[0114] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0115] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成3个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环3次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0116] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对5μm颗粒的过滤效率为80％，阻力压降为30Pa，远红外线发射率为0.84。

[0117] 实施例7

[0118] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0119] 基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为85％，平2 3
均孔径为4.5μm，克重为25g/m ，堆积密度为0.035g/cm ，共4个层级单元，从下到上依次设置。

[0120] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为6μm，孔隙率为85％，平均孔径为4.5μm，堆积密度为0.035g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为1.5×106个/cm2，空腔结
2
构的高度为8μm，截面形状为正方形，截面面积为800μm。

[0121] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为电气石，物质的形态为短纤，直径为1μm，长度为3mm，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为100μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为40％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0122] 纤维的化学成分为聚苯乙烯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0123] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0124] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质电气石(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质电气石(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g聚苯乙烯(江苏赛宝龙GP525，重均分子量25万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0125] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0126] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0127] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成4个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环4次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0128] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对5μm颗粒的过滤效率为85％，阻力压降为35Pa，远红外线发射率为0.85。

[0129] 实施例8

[0130] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0131] 基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重2
为120g/m ，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为82％，平均孔径为5μm，克重为30g/m2，堆积密度为0.04g/cm3，共4个层级单元，从下到上依次设置。

[0132] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为7μm，孔隙率为82％，平均孔径为5μm，堆积密度为0.04g/cm3；所述每一层级单元中空腔结构的数量为1×106个/cm2，空腔结
2
构的高度为10μm，截面形状为圆形，截面面积为1000μm。

[0133] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为麦饭石，物质的形态为短纤，直径为1μm，长度为3mm，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为200μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为45％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0134] 纤维的化学成分为聚酯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0135] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0136] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质麦饭石(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质麦饭石(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g聚酯(广东睿智，重均分子量25万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0137] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0138] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0139] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成4个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环4次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0140] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对5μm颗粒的过滤效率为90％，阻力压降为40Pa，远红外线发射率为0.86。

[0141] 实施例9

[0142] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0143] 基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为80％，平均孔径为5.5μm，克重为35g/m2，堆积密度为0.045g/cm3，共5个层级单元，从下到上依次设置。

[0144] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为8μm，孔隙率为80％，平均孔径为5.5μm，堆积密度为0.045g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为9×105个/cm2，空腔结构的高度为12μm，截面形状为三角形，截面面积为1400μm2。

[0145] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为远红外陶瓷，物质的形态为短纤，直径为1μm，长度为3mm，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为300μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为50％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0146] 纤维的化学成分为聚醋酸乙烯，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0147] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0148] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g聚醋酸乙烯(阿拉丁P119359，重均分子量31万道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0149] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm2，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为0.01mm2。

[0150] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；；在基材上形成5个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环5次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0151] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对5μm颗粒的过滤效率为95％，阻力压降为45Pa，远红外线发射率为0.87。

[0152] 实施例10

[0153] 如图1所示，本实施例的可释放远红外线的功能过滤材料，包括基材11以及设于基材11之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维14杂乱聚集而成的平面层12以及设于平面层12至上的由纳米纤维14定向排列堆砌而成的空腔结构13，部分空腔结构13内填充有可释放远红外线的物质15，如图2所示，纳米纤维14也掺杂有可释放远红外线的物质15。所述的纳米纤维膜还包括一个由纳米纤维杂乱聚集而成的平面层12，该平面层12设于位于最上侧的层级单元之上。

[0154] 基材为华阳F120型无纺布，正方形状网孔，网孔大小为8mm2，孔隙率为60％，克重为120g/m2，材质为聚丙烯，初始过滤效率为0％，压阻为0Pa。纳米纤维膜孔隙率为78％，平均孔径为6μm，克重为40g/m2，堆积密度为0.05g/cm3，共5个层级单元，从下到上依次设置。

[0155] 纳米纤维膜每一层级单元中平面层的纤维直径为9μm，孔隙率为78％，平均孔径为6μm，堆积密度为0.05g/cm3；每一层级单元中空腔结构的数量为8×105个/cm2，空腔结构的高度为14μm，截面形状为长方形，截面面积为1600μm2。

[0156] 纳米纤维膜中的可释放远红外线的物质成分为远红外陶瓷，物质的形态为短纤，直径为1μm，长度为3mm，每个空腔结构内填充的可释放远红外线的物质质量为350μg。填充有可释放远红外线的物质的空腔结构占所有空腔结构的比例为55％，被填充的空腔结构均匀分布。

[0157] 纤维的化学成分为尼龙6，纳米纤维上掺杂的远红外释放物质的质量比例为1％。

[0158] 上述的具备释放远红外功能的过滤材料的具体制备方法为：

[0159] 步骤1：将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌8h，形成分散液，将0.1g可释放远红外线的物质远红外陶瓷(粒径为(400nm)分散于30mL溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，超声搅拌10min后，加入10g尼龙6(阿拉丁P129923，重均分子量200000道尔顿)，搅拌8h形成纺丝溶液；

[0160] 步骤2：将基材置于如图3所示的静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；滚筒1的横截面为圆形，截面积为720cm2，长度L1为78cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为13.4cm。凸起2规则排列在滚筒12
的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。凸起2的高度H为1.6mm，截面积为6.8mm ，厚度T2为0.31mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。孔的形状为正方形，面积为
0.01mm2。

[0161] 基材置于滚筒1上，基材的孔和滚筒1上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；蒸汽可对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材表面粗糙度，排出速度依赖于滚筒截面积、小孔面积和送入速度。刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为40％，温度为110℃，采取连续送入的方式，蒸汽送入速度为2m/s，连续送入的时间为40min，蒸汽从凸起2的孔中释放速度为0.5m/s。

[0162] 步骤3：将常规静电纺丝装置的储存有纺丝溶液的灌注注射器在滑台上排布为与上述空腔结构13截面相同的形状，该形状的数量与空腔结构的数量相同，在一部分该形状的中心位置安置常规静电喷雾装置的储存有分散液的灌注注射器用于填充具备可释放远红外线的物质15；在基材上形成5个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材运动方向垂直，滑台运动速度为
100cm/min，基材平行运动速度为60cm/min，温度25℃，湿度46％，时间30min，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构13的腔壁，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min，然后采用常规静电喷雾装置将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充可释放远红外线的物质，电压30kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，载有灌注注射器的滑台与基材不运动，温度25℃，湿度46％，时间30min；如此循环5次，再采用常规静电纺丝装置将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层12，静电纺丝条件与形成层级单元的平面层12相同，最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

[0163] 利用TSI8130仪器对材料的过滤性能进行测试，材料对5μm颗粒的过滤效率为100％，阻力压降为50Pa，远红外线发射率为0.88。