空气中的颗粒物(PM)污染是一个日益严重的全球问题，严重威胁着人类的健康。目前，开发可替代过滤纤维的过滤产品是一个重要的研究领域。与相对成熟的有害气体处理相比，目前最先进的高效PM过滤器对有机PM污染物，如燃煤电厂和垃圾焚烧炉的烟尘，仍然缺乏热分解能力，导致更换频繁，成本高昂，并造成二手污染。
近日，受危险气体处理（将热催化剂颗粒涂覆在陶瓷床上以在高温下分解有毒气体）的启发，麻省理工学院孔静教授，Xiang Ji，韩国毒理学研究所Sung Mi Jung报道了提出了一种自下而上的合成方法来制造第一个全热催化剂空气过滤器 (ATCAF)。
文章要点
1）ATCAF 由直径约 50 nm 的 TiO2 纤维自组装而成。
2）实验结果显示，ATCAF对PM2.5的过滤效率超过99.9993%，特别是对10−100 nm空气传播病毒和烟尘的过滤效果更佳。此外，ATCAF没有粘结剂或聚合物，仅由热催化剂制成，不仅可以兼容高温，而且能够利用热量，确保碳氢化合物PM污染物完全分解，没有空白点，并保持完好可重复使用。
3）所开发的ATCAF具有增强的细小颗粒去除能力和高负荷能力，可以将更换过滤器的不必要成本降至最低。此外，鉴于典型的火灾温度为800-1400 °C，同时TiO2的熔点为1843 °C，ATCAF可以安全地与燃煤器或焚烧炉配合使用，利用燃烧热来潜在地就地捕获和分解PM污染物，从源头上解决PM污染问题。
参考文献
Xiang Ji, et al, Bottom-Up Synthesized All-Thermal-Catalyst Aerogels for Heat-Regenerative Air Filtration, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02593
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02593
