DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.122976
隨著工業的發展，揮發性有機化合物（VOC）氣體對人體的危害受到了廣泛的關注。本研究首次嘗試將激光輻照技術應用于制備具有優異低濃度VOC氣體吸附性能的多孔電紡纖維。在空氣中，采用摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）脈沖激光束對靜電紡絲制備的激光敏感聚碳酸酯（PC）纖維進行掃描處理，獲得了多孔結構。在激光輻照過程中，聚合物纖維的熔融、熱降解和碳化等一系列變化都可以改變其表面結構。多孔結構的形態與激光誘導的碳化程度有關，并且激光電流是決定特定聚合物的激光誘導碳化程度的重要參數。結果表明，通過控制激光誘導的碳化程度，可以在纖維膜表面上形成多孔碳結構，并且使其具有較高的二甲苯氣體吸附效率。這項研究為通過簡單、有效和環保的激光后處理工藝開發具有VOC吸附作用的電紡多孔纖維提供了有益的見解。
圖1.通過激光輻照制備具有多孔結構的聚合物纖維的實驗過程示意圖。
圖2.氣體吸附實驗示意圖。
圖3.（a）激光輻照后PC基質的數字圖像、（b）光學顯微鏡和（c）SEM圖像；（d）激光輻照前后PC基質的拉曼光譜；（e）和（f）分別在激光輻照之前和之后對PC基質的XPS光譜分析。
圖4.不同放大倍率的電紡PC纖維的數字和SEM圖像：（a）激光輻照前的電紡PC纖維；（b）、（c）和（d）分別在10、15和20 A電流下進行激光輻照后的電紡PC纖維。
圖5.（a）激光輻照后的電紡PC纖維的拉曼光譜；（b）、（c）和（d）激光輻照后的電紡PC纖維的XPS分析。
圖6.不同放大倍率的電紡PC纖維的數字、光學顯微鏡和SEM圖像：（a）激光輻照后的電紡PC纖維的背面；（b）激光輻照后的電紡PC纖維的正面；（c）激光輻照前后的纖維膜橫截面。激光電流為15 A。
圖7.（a）激光輻照后PC纖維膜的孔徑分布；（b）水滴的代表性圖像和表面上的平均接觸角。
圖8.（a）激光誘導纖維溶解的照片；（b）激光誘導碳顆粒的SEM圖像；（c）氮氣吸附/解吸等溫線；（d）激光誘導碳顆粒的孔徑分布。
圖9.（a）PC纖維膜的機械性能；（b）彎曲的PC纖維膜的數碼照片。
圖10.激光輻照后電紡PC纖維的TGA曲線。
圖11.各種PC纖維膜的二甲苯氣體吸收性能。
