DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.134567

目前，空气污染的来源包括颗粒物和工业废气等。空气污染不仅对人体存在严重危害，也是气候变化的原因。静电纺丝纳米纤维具有高孔隙率和特殊的骨架结构，是快速捕获微粒和气体废物的最有效的空气净化材料之一。本文综述了静电纺丝纳米纤维的设计及其在空气净化中实际应用的最新进展。首先，介绍了静电纺丝的基本设备和原理，以便更好地了解静电纺丝技术。其次，概述了静电纺丝技术的最新发展趋势，包括静电纺丝纳米纤维的原料、方法、结构、类型和模拟，详细介绍了静电纺丝纳米纤维的结构优化策略。第三，广泛回顾了最近关于电纺纳米纤维在气体净化和颗粒物过滤方面的应用报告，重点阐述了突出示例。最后，作者就不断增长的机遇、挑战和新趋势提出了自己的看法。总之，静电纺丝纳米纤维及其衍生复合材料是满足未来高性能纳米纤维净化材料需求的关键。

图1.常见空气污染物目录。

图2.总结静电纺丝行业现状的图表。

图3.（a）静电纺丝设备和工艺示意图。（b）泰勒锥和带电射流运动示意图。

图4.静电纺丝的影响因素。

图5.（a）PVA/Al2O3复合膜的TEM图像。（b）Co0.85Se@CNFs的SEM和（c）TEM图像。（d）（CoFe）Se2@CNS制备示意图。

图6.（a）Fe3C/N掺杂碳纤维的制备示意图和（b）TEM图像。（c）豇豆状纳米纤维插图。（d）Li+@MSNs/PEUU的TEM图像。（e）热解纳米纤维的亮场零损耗弹性TEM图像。（f）碳纳米管的TEM图像。

图7.（a）同轴静电纺丝图。（b）同轴静电纺丝机理。（c）同轴喷嘴、（d）复合液滴和（e）泰勒锥的示意图。（f）同轴喷头的图像。（g,h）中空活性碳纳米纤维的TEM图像。（i）中空Mo2C/CNFs的TEM图像。

图8.（a）p-CuO/n-ZnO中空纳米纤维的制备。（b）p-CuO/n-ZnO中空纳米纤维的SEM和TEM图像。（d）中空MnO2纳米纤维的TEM图像。（e）Fe2O3@Co3O4双层中空纳米纤维的TEM和（f）元素映射图像。

图9.（a）竹子状CNFs的制备。（b）SiO2/CNFs和（c）竹子状CNFs的TEM图像。（d）棉-PLA/纳米粘土纳米纤维的FESEM图像。（e）聚L-乳酸纳米纤维的SEM图像。（f）电纺PLA纤维的SEM图像。

图10.N掺杂CNFs封装NiCo纳米颗粒的制备过程（a）和SEM图像（b）。（c）CNFs上Co纳米粒子修饰碳片的SEM图像。（d）TiO2/NiS核壳纳米纤维的SEM图像。

图11.（a）PCNF的合成、（b）FE-SEM图像和（c）对CO2的选择性。（d）HKUST-1膜的SEM图像和（e）CO2吸附。（f）SnO2纳米纤维的SEM图像。（g）SnO2纳米纤维和纳米粒子电极的C1产物法拉第效率。

图12.（a）壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备示意图。（b）壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的SEM显微照片。（c）壳聚糖/聚乙烯醇膜、金属有机骨架、沸石和活性炭样品在300K下的CO吸附等温线。（d）Co3O4中空纳米纤维的SEM和TEM图像。（f）Pt/Co3O4中空纳米纤维的CO转化曲线。（g）Pt/Co3O4中空纳米纤维的CO氧化循环试验。

图13.（a）CTWM催化剂的SEM图像。（b）CTWM和CNFs/TiO2纳米线催化剂的H2S转化率及（c）回收利用。（d）N@CFs的横截面SEM图像。（e）N@CFs在800℃下碳化后的SEM图像。（f）N@CF和Fe2O3/SiC催化剂的H2S转化和硫选择性。（g）PLCNFs的合成。（h,i）PLCNFs的SEM，（j）TEM图像和通道尺寸分布（插图）。

图14.（a）Cu3（VO4）2@CeO2-WOx复合材料的合成，（b）TEM图像和（c）催化活性。（d）CeVTi管的HRTEM图像，（e）催化活性以及（f）对H2O和SO2的耐受性。（g）MCAOs-PCNFs的SEM图像。（h）MCAOs-PCNFs和（i）PCNFs的NO催化氧化性能。

图15.（a）SiO2功能化PAN纳米纤维的FE-SEM图像和（b）吸附行为。（c）SiO2功能化PAN样品的VOCs吸附能力。（d）PI-POSS@ZIF纳米纤维膜的显微形态。PI基纳米纤维膜的VOCs吸附性能：（e）甲醛，（f）苯胺，苯和甲苯。（g）Mn0.3Ti-NFs的SEM和（h）TEM图像。（i）基于催化剂表面积得到的反应速率的阿伦纽斯曲线。

图16.（a）BaTiO3@PU/PSA纳米纤维的原理图，（b）燃烧试验和（c）过滤效率。（d）过滤方式示意图。（e）PVDF纳米纤维的FESEM图像。BaTiO3@PU/PSA垫过滤不同时间的SEM图像：（f）15，（g）45，（h）75min。（i）PVDF纳米纤维/网的长期PM0.3过滤稳定性。（j）过滤后PVDF纳米纤维/网的FESEM图像。