DOI:10.1016/j.jcis.2020.05.113
空氣中不同粒徑的顆粒物（PM2.5和PM10）已成為全球人類健康最為關注的環境問題。在此，首次采用自行設計的噴嘴，通過靜電紡絲技術成功地制備了磁致發光Cu//Tb雙金屬有機骨架（MOFs）復合并列型納米纖維（SBS-NFs）膜。制備的SBS-NFs膜由一側的Cu-MOF/PAN和另一側的Tb-MOF/PAN組成，它們分別具有各自的特征。Cu-MOF通過增強靜電相互作用來提高過濾效率并減少壓降，而Tb-MOF則通過發光強度的變化來研究PM吸附過程。與聚丙烯腈納米纖維（PAN NFs）相比，當用于測試的氯化鈉（NaCl）氣溶膠的粒徑小于10μm時，Cu//Tb雙MOFs復合SBS-NFs膜表現出更高的過濾效率（90.2％）和降低的壓降（60.7 Pa）。使用汽車尾氣進行過濾測試的結果表明，Cu//Tb SBS-NFs膜在超過30小時內仍可保持高于91％的PM去除效率。另外，證實了在PM吸附時間內的發光強度呈線性衰減。因此，Cu//Tb雙MOFs復合SBS-NFs膜可用于多種應用。
圖1.Cu//Tb SBS-NFs的制備方案。
圖2.（a）PAN NFs、（b）Cu/Tb SNFs、（c）Cu//Tb SBS-NFs的FESEM圖像；（c’）相應的橫截面圖像，以及（d）Cu//Tb SBS-NFs的TEM圖像和EDS線掃描分析。
圖3.（a）不同樣品的XRD和（b）XPS光譜。
圖4.（a）Cu//Tb SBS-NFs、Cu/Tb SNFs和PAN NFs的N2吸附-解吸等溫線，（b）Cu//Tb SBS-NFs的孔徑分布，（c）PAN NFs、Cu/Tb SNFs和Cu//Tb SBS-NFs的過濾效率、壓降和（d）品質因數。數據表示為平均值±標準誤差（n=3）。將主要樣品與PAN NFs（對照）進行比較，**p<0.01和***p<0.001表示顯著性差異。
圖5.（a）PAN NFs、Cu/Tb SNFs和Cu//Tb SBS-NFs的拉伸強度和楊氏模量，（b）Cu-MOF、Tb-MOF、PAN NFs和Cu//Tb SBS-NFs的TG曲線，（c）具有不同尺寸的PM顆粒的過濾效率，（d）長期過濾效率，以及（e）帶狀試驗的角度顯示了在PM吸附時間內的空氣滲透率。數據表示為平均值±標準誤差（n=3）。將主要樣品與PAN NFs（對照）進行比較，**p<0.01和***p<0.001表示顯著性差異。
圖6.（a）Cu//Tb SBS-NFs在吸附時間內的發光光譜和（b）發光強度變化。
