DOI: 10.1021/acs.iecr.1c00829

生物质消耗和化石燃料燃烧是造成颗粒物（PM）污染的主要因素，该类污染导致生态紊乱、气候变化以及与常见呼吸道和心血管疾病有关的全球性健康问题日益严重。目前，研究人员已经开始采取措施来控制对PM的过滤。具体而言，纳米纤维垫由于其较低的基重、较宽的面积体积比和较小的孔径，从气流中去除PM的过滤效率较高。在本综述中，作者全面考虑了构成静电纺丝、吹纺和自然/冷冻干燥纳米纤维滤材的原材料和制备技术。重点介绍了PM捕获机理和PM过滤的基本参数，包括去除效率、压降、品质因数和可重复使用性。此外，作者还就过滤器清洁、低气流速率和过滤效率方面的挑战，以及生物基纳米纤维垫的未来前景提出来自己的见解。

图1.大气中的气溶胶转化。

图2.PM过滤机制。

图3.（a）解释了TRAP过滤器PM捕获机制的示意图。（b）使用75％乙醇进行喷洒和浸渍处理以评估可重复使用性的示意图。

图4.（A）沉积在（a）无纺布，（b）滤纸，（c）金属网，（d）窗纱等不同接收器基底上的PU纳米纤维/网膜的FE-SEM图像；（e）在使用不同接收器基底的静电纺丝/成网过程中带电液体的电荷质量比；（f）沉积在不同基底上的所得膜的纳米网覆盖率；（g）平均线粗糙度；（h）接收器基底的3D表面轮廓显示光滑和粗糙表面上的纳米纤维；（i）剥离沉积的膜后，纳米纤维网膜及其各自的基底和接收器基底的SEM图像。（B）PI-ZIF纳米纤维的SEM图像：（a）PI和（b，c）PI-ZIF-10；（d）PI-ZIF-10透明膜。（C）在不同电压值下的PAA电纺膜的SEM图像。（D）由8、10和12wt％PAN制成的纳米纤维膜（a，b，c）以及TEOS/PAN纳米纤维膜（d，e，f）的形态。

图5.配备各种针头、收集基底和注射器的静电纺丝装置的示意图。

图6.（a）示意图显示了分层（左），核壳（中）和janus型（右）两相纤维形态。（b）通过静电纺丝制备核（TPP）壳（尼龙-6）纳米纤维。（c）制备Janus型纳米纤维的离心射流纺丝工艺。

图7.（A）显示（a）PPC和（b）PPC/ZIF-8膜纤维表面形态的SEM图像，以及（b）显示附着PMs的详细形态的SEM。（B）1h过滤试验后的（a）PPC和（b）PPC/ZIF8-9纤维。（C）PU（a-d）和Ba@PU/PSA（e-h）膜的燃烧试验。（D）（a）连续吹纺设备的示意图。（b）多喷嘴喷丝头的数字图像。（c）一卷纳米纤维膜的数字图像。（d）纳米纤维涂覆之前（左侧）和之后（右侧）的金属网。（e）纳米纤维涂覆之前（左侧）和之后（右侧）的纺粘织物。（f）各种纳米纤维复合材料卷：纳米纤维/纺粘织物，纳米纤维/80目涤纶纱布和纳米纤维/金属网（从左到右）。

图8.（A）ZIF-8@rGO通过自然干燥进行原位结晶的示意图。（B）当TBA含量分别为（a）0％，（B）10％，（c）20％，（d）30％，（e）40％时，由纤维素纤维/水/TBA混合物制备的空气过滤器的Z方向形貌。（f）冰的晶体结构和冰晶生长动力学的各向异性示意图。