新材料解決了大氣細顆粒物(PM2.5)在高濃度情況下威脅人體健康

       大氣細顆粒物(PM2.5)在高濃度情況下威脅人體健康。纖維過濾是去除細顆粒物的有效且常用的方法。

　　中國科學院城市環境研究所鄭煜銘團隊長期致力于高效空氣過濾纖維材料的開發。前期工作研發了高容塵特性的駐極纖維濾材【Separation and Purification Technology, 233 (2020): 116002】，以及高過濾效率、低阻力的微納復合梯級聚酰胺6/聚苯乙烯/聚氨酯纖維濾材【Journal of Membrane Science, 633 (2021): 119392】，但上述纖維濾材需要配合風機使用，且耗費能源。紗窗型纖維過濾材料在自然通風過程能有效阻擋PM2.5進入室內，更加環境友好。然而，多數紗窗型纖維空氣濾材存在過濾阻力和透光度難以平衡的問題以及不能清洗和難重復使用的缺點。因此，研發出可清洗的透光防霾紗窗將頗有應用前景。

　　本研究結合靜電紡絲和多氟烷烴氣相沉積的方法，構筑了具有表面粗糙、低表面能的氟化聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與二氧化硅共摻雜的復合纖維濾材(F-PVDF-HFP)/SiO2。該纖維濾材具有孔隙率大(~90%)、透光度好(~80%)、過濾效率高(99.59%)和過濾阻力低(<0.13%大氣壓)的特點。由于粗糙纖維結構和氟化低表面能的協同作用，所制備濾材具有超疏水和疏油特性，即通過簡單的噴霧清洗及自然風干方式便可實現清潔和再生重復使用。此外，由于雙疏表面具有穩定性和耐受性，纖維濾材經10次以上的“污染-清潔”循環，過濾性能和透光度沒有明顯下降。本研究通過靜電紡絲和氟化氣相沉積的方法，制備了性能穩定的高透光、高濾效的防霾紗窗。

　　相關研究成果以Preparation of transparent, amphiphobic and recyclable electrospun window screen air filter for high-efficiency particulate matters capture為題，發表在Journal of membrane science上。研究工作得到國家重點研發計劃和中科院青年創新促進會等的支持。

　　可清洗的透光防霾紗窗的制備及其性能表征