颗粒物（PM）是最严重的空气污染物之一，对人类健康构成严重威胁。将高过滤效率的空气过滤器应用于颗粒物污染源是减少污染的有效途径。然而，目前的许多过滤材料由于在高速气流下压降大，在高温下热稳定性差而失效。

近日，西安交通大学Hongjie Wang，Lei Su报道了通过化学气相沉积（CVD）法开发了一种用于高性能过滤介质的超轻、可拉伸、可压缩和热稳定的Si₃N₄纳米纤维海绵（Si₃N₄ NFS）。

文章要点

1）Si₃N₄ NFS显示出由超长和高度排列的Si₃N₄纳米纤维组成的高度多孔的三维微结构。它在拉伸应变为10%时表现出温度不变的可逆伸长性，在28%时表现出最大的伸长性，在压缩应变为50%时表现出可逆的压缩性。取向的纳米纤维还使海绵即使在高速气流（8.72 m s⁻¹）下也能有很低的压降（340 Pa，仅为大气压的0.33%）。

2）这些优异的特性使Si₃N₄ NFS即使在1000 °C的高温下也能在高速气流下实现对PM2.5颗粒物的高过滤效率（99.97%）。此外，Si₃N₄ NFS空气滤清器可回收长期过滤，现场试验表明，可有效去除汽车尾气中99.5%以上的可吸入颗粒物。

这种用于高效气体过滤器的Si₃N₄ NFS为高性能过滤材料的设计和制备提供了新的视角。

参考文献

Mingzhu Li, et al, Stretchable and Compressible Si₃N₄ Nanofiber Sponge with Aligned Microstructure for Highly Efficient Particulate Matter Filtration under High-Velocity Airflow, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202100556

https://doi.org/10.1002/smll.202100556