DOI: 10.1016/j.psep.2022.04.067

本研究开发了一种PTFE纳米纤维涂覆PG过滤器（即改良版PTFE泡沫涂覆玻璃织物过滤器（PG过滤器）），在高温条件下具有优异的颗粒物（PM）收集效率。使用改性静电纺丝溶液在PG过滤器的PTFE泡沫表面涂覆纳米纤维（PTFE纳米纤维前体），这种静电纺丝溶液含有聚环氧乙烷，其两亲性可促进纳米纤维和PTFE泡沫之间的粘附。因此，PTFE NF涂覆PG过滤器的PTFE纳米纤维和PG过滤器PTFE泡沫表面之间的粘附增强。在不同温度下研究了PTFE纳米纤维涂层PG过滤器的PM收集效率和压降，该过滤器的空气过滤性能明显优于传统的PG过滤器。尤其，在280℃下PTFE纳米纤维涂层PG过滤器的PM1.0收集效率是PG过滤器的1.13倍。

图1.通过对静电纺丝（a）PTFE/PVA/BA（PPB）NFs和（b）PTFE/PVA/PEO/SA（PPPS）NFs涂覆PG过滤器进行退火来制备PTFE NF涂层PG过滤器的示意图。

图2.用于评估过滤器压降及其收集效率的实验装置。

图3.（a）PPPS NF涂层PG过滤器和（b）PTFE NF涂层PG过滤器的FE-SEM图像（由PPPS NF涂层PG过滤器退火制成）。

图4.PG过滤器、PPB NF涂层PG过滤器、PPPS NF涂层PG过滤器和PTFE NF涂层PG过滤器（由PPPS NF涂层PG过滤器退火制成）的水接触角。

图5.PG过滤器、PPB NF涂层PG过滤器和PPPS NF涂层PG过滤器的表面电荷密度。

图6.（a1-a4）PTFE/PVA/BA（PPB）、（b1-b4）PTFE/PVA/PEO、（c1-c4）PTFE/PVA/PEO/BA和（d1-d4）PTFE/PVA/PEO/SA（PPPS）溶液随时间变化的照片。

图7.（a）PPPS NF膜的TGA和（b）DSC曲线。

图8.（a）PPPS NF膜和（b）PTFE NF膜（由PPPS NF膜退火制成）的FT-IR光谱。

图9.（a）PG过滤器和（b）PTFE NF涂层PG过滤器（由PPPS NF涂层PG过滤器退火制成）在不同温度下的PM收集效率，迎面风速为4m/min。

图10.不同温度下（a）PG过滤器和（b）PTFE NF涂层PG过滤器（由PPPS NF涂层PG过滤器退火制成）的压降与迎面风速的函数关系。

图11.通过对（a1-a2）PPB NF涂层PG过滤器和（b1-b2）PPPS NF涂层PG过滤器进行退火制成的PTFE NF涂层PG过滤器的FE-SEM图像。（a1）和（b1）显示原始过滤器，（a2）和（b2）显示暴露于高压气流后的相应过滤器。