纳米纤维滤膜根据其长度与直径可以粗略分为:纤维素纳米网、纤维素纳米晶和纤维素纳米纤维。
纳米纤维滤膜可以稳定分散于水溶液或其它极性有机溶剂中(纤维素纳米网除外),因而易于加工应用,且与其它材料具有良好的复合性能。
纳米纤维滤膜在微滤领域应用广泛,主要针对微颗粒过滤、饮用水中细菌、病毒、重金属离子的吸附、印染废水等污水净化。由于纳米纤维素在水中呈悬浮状态分散,因此,纳米纤维素或作为吸附剂单独实用,或与一定的载体结合制备成膜材料。
随着工业化进程的加速,环境的破坏和污染日益加剧,使得发展中国家的大城市都出现了严重的雾霾天气。空气中的微小颗粒(如PM2.5)甚至纳米颗粒,会随着呼吸进入肺部,并且累积于呼吸系统,造成呼吸系统的严重损伤。
针对这种情况,从解决问题的角度来讲,就要消灭污染源,即减少有害气体或烟尘的排放,或者对排放的烟尘进行过滤处理,得到洁净的空气再排入大气;从个人防护的角度来讲,则需要生产能够有效过滤PM2.5和更小颗粒物的过滤口罩等过滤膜材,以减少有害气体和颗粒物的吸入。因此,发展高能廉价的空气过滤膜一度成为研究者和商家关注的焦点。
纳米纤维滤膜可以把细小水滴(毛毛雨)挡在外面,只允许水蒸气分子透过,这正是户外运动服装和特种防护服装需要的材料特性。具有过滤效率高和过滤阻力低等特点,并具有选择性过滤,如用于自来水过滤,可过滤自来水中所有多身体有害成分,而保留对身体有益的微量元素和矿物质;
纳米碳纤维膜利用电纺聚丙烯腈纤维为前驱体,经预氧化、碳化、石墨化处理制备而成,直径100-200nm,比常规碳纤维直径减小20倍以上,比表面积增加20倍以上,截面积减小400倍以上,由此导致其一系列优越性能,具有广泛的应用价值,应用领域包括高强复合材料、导电复合材料、电磁屏蔽、电化学电极、催化剂载体、分离过滤、发热体、燃料电池气体扩散层等。