DOI:10.1016/j.cej.2020.125768
空氣污染已成為全球關注的問題，許多研究都集中在開發用于去除顆粒物（PM）的過濾器上。但是，還需要對空氣過濾器的可重復使用性進行研究，以降低資源消耗和廢物排放。在這項研究中，制備了用于去除PM的可水洗的電紡聚乙烯醇（PVA）/纖維素納米晶體（CNCs）納米纖維空氣過濾器。在不添加任何交聯劑的情況下，通過簡易的熱處理將水溶性聚合物復合材料轉變為完全防水。研究結果表明，結晶度的提高是增強PVA/CNCs纖維水穩定性的關鍵因素。CNCs為PVA在靜電紡絲和加熱過程中的結晶提供了額外的成核位點。通過負載20％CNCs并在140℃加熱5分鐘，PVA的結晶度和晶體尺寸分別從54.7％和3.3 nm增加到85.4％和6.3 nm。通過5個循環的水洗試驗，測試了所制備的過濾器的可重復使用性。結果表明，嚴重結垢的過濾器（壓降大于1000 Pa）得到了有效的再生：PM2.5的去除率保持在95％以上，而重復使用后壓降保持在100 Pa以下（PM2.5質量濃度大于500μg m-3）。由于原料無毒、可生物降解、加熱溫度較低，工藝流程短，這是一種制備長壽命空氣過濾器的有前途的綠色方法。
圖1.電紡纖維的SEM圖像：（a）PVA、（b）PVA/CNCs、（c）在140℃下加熱的PVA和（d）在140℃下加熱的PVA/CNCs。
圖2.浸入水中8小時后在不同溫度下加熱的電紡（a-d）PVA和（e-h）PVA/CNCs的SEM圖像。
圖3.（a）PVA和（b）PVA/CNCs電紡纖維在不同溫度下加熱的X射線衍射圖。
圖4.電紡PVA和PVA/CNCs纖維的（a）熱重和（b）導數熱重分析曲線。
圖5.在不同溫度下處理的（a）PVA和（b）PVA/CNCs纖維的FTIR光譜。
圖6.結垢的PVA/CNCs過濾器的SEM圖像：（a）水洗之前和（b，c）之后。
圖7.加熱的電紡PVA/CNCs過濾器的可重復使用性。
