DOI:10.1016/j.cej.2020.125768
空气污染已成为全球关注的问题，许多研究都集中在开发用于去除颗粒物（PM）的过滤器上。但是，还需要对空气过滤器的可重复使用性进行研究，以降低资源消耗和废物排放。在这项研究中，制备了用于去除PM的可水洗的电纺聚乙烯醇（PVA）/纤维素纳米晶体（CNCs）纳米纤维空气过滤器。在不添加任何交联剂的情况下，通过简易的热处理将水溶性聚合物复合材料转变为完全防水。研究结果表明，结晶度的提高是增强PVA/CNCs纤维水稳定性的关键因素。CNCs为PVA在静电纺丝和加热过程中的结晶提供了额外的成核位点。通过负载20％CNCs并在140℃加热5分钟，PVA的结晶度和晶体尺寸分别从54.7％和3.3 nm增加到85.4％和6.3 nm。通过5个循环的水洗试验，测试了所制备的过滤器的可重复使用性。结果表明，严重结垢的过滤器（压降大于1000 Pa）得到了有效的再生：PM2.5的去除率保持在95％以上，而重复使用后压降保持在100 Pa以下（PM2.5质量浓度大于500μg m-3）。由于原料无毒、可生物降解、加热温度较低，工艺流程短，这是一种制备长寿命空气过滤器的有前途的绿色方法。
图1.电纺纤维的SEM图像：（a）PVA、（b）PVA/CNCs、（c）在140℃下加热的PVA和（d）在140℃下加热的PVA/CNCs。
图2.浸入水中8小时后在不同温度下加热的电纺（a-d）PVA和（e-h）PVA/CNCs的SEM图像。
图3.（a）PVA和（b）PVA/CNCs电纺纤维在不同温度下加热的X射线衍射图。
图4.电纺PVA和PVA/CNCs纤维的（a）热重和（b）导数热重分析曲线。
图5.在不同温度下处理的（a）PVA和（b）PVA/CNCs纤维的FTIR光谱。
图6.结垢的PVA/CNCs过滤器的SEM图像：（a）水洗之前和（b，c）之后。
图7.加热的电纺PVA/CNCs过滤器的可重复使用性。
