随着经济发展和工业化进程的推进，对煤、石油等化石能源的需求不断增长，导致颗粒物（PM）污染快速增加。根据空气动力学直径, 可以将PM分为PM10（直径2.5-10µm），PM2.5（直径1-2.5µm）和纳米级颗粒（NP，直径<1 µm）。众所周知，PM中的主要化学成分，例如过渡金属氧化物，无机盐和有机碳，对人类健康有严重影响。NPs直径较小，表面积较大，悬浮时间较长，对公众危害较大。因此，开发NPs的去除技术具有相当重要的意义。

有鉴于此，四川大学陶国宏教授、四川大学何玲教授等人，设计了一种可用于高效去除PM（包括NP）的自供电空气过滤器。

本文要点

1）ILP复合材料是由无金属/无卤素的IL 1-烷基-3-甲基咪唑乙酸盐([Cnmim][OAc])和亲水聚合物(包括聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP))制备的。离子液体-聚合物(ILP)复合材料不规则地分布在海绵网络上，形成ILP@MF过滤器。该过滤器具有良好的亲水性、高ESP和良好的导电性，可用于去除PM和NP。

2）为了创造一个理想的局部多孔结构，ILP复合材料被不规则地涂覆在三聚氰胺甲醛(MF)树脂海绵的骨架上，以构建一个ILP@MF过滤器。这种特殊的结构能够允许被污染的空气在海绵管道中充分流动，从而降低了压降，提高了去除效率。

3）ILP@MF过滤器由于其独特的电化学性能，在施加低电压后，可以去除PM2.5和PM10，效率分别为99.59%和99.75%。更重要的是，充电的ILP@MF滤波器对NPs的去除率更高，达到了93.77%。采用微纽扣锂电池或硅基太阳能电池板作为供电平台，制作便携式自供电口罩，与商用口罩相比，具有良好的微粒去除效果。

总之，使用ILP@MF过滤器制造的面罩无需外部电源即可获得出色的过滤功能，这表明ILP@MF过滤器在生产自供电的可穿戴清洁设备方面具有很大的潜力。

参考文献：

Zhang, G., Zhu, Q., Zhang, L. et al. High-performance particulate matter including nanoscale particle removal by a self-powered air filter. Nat. Commun. 11, 1653 (2020).

DOI： 10.1038/s41467-020-15502-7

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15502-7