DOI:10.1016/j.jcis.2020.08.075
工業化不斷發展帶來的空氣顆粒污染對公共健康構成了巨大威脅。因此，迫切需要開發具有高效率和性能的綠色空氣過濾器。在這項研究中，介紹了一種新型的高效空氣過濾膜，可用于戶外防護。以聚乙烯醇（PVA）-木質素磺酸鈉（LS）為原料，采用“綠色”靜電紡絲和熱交聯的方法制備了空氣過濾器復合納米纖維材料。與純PVA納米纖維膜相比，添加LS有助于提高PM2.5去除效率。電紡PVA-LS膜的壓降超過了原始PVA空氣過濾器的壓降。即使經過10次循環過濾，仍可保持出色的空氣過濾性能。另外，由于引入了LS，PVA-LS復合納米纖維膜表現出優異的機械性能和透明性。這項研究為高性能和高可見度的綠色濾材的設計和開發提供了新的見解，其中包括個人防護和建筑屏風。
圖1.PVA-LS納米纖維膜的制備和潛在應用。
圖2.PVA納米纖維膜和PVA-LS納米纖維膜的表面形態和結構。（a）PVA納米纖維膜的SEM圖像。（b）PVA納米纖維膜的直徑分布。（c）PVA-LS納米纖維膜的SEM圖像。（d）PVA-LS納米纖維膜的直徑分布。
圖3.PVA和PVA-LS納米纖維膜的表征。（a）PVA和PVA-LS納米纖維膜的FTIR圖像。（b）PVA-LS納米纖維膜的EDS圖像。（c）PVA和PVA-LS納米纖維膜的TGA圖像。（d）PVA和PVA-LS納米纖維膜的拉伸應力-應變曲線。
圖4.（a）過濾之前和之后的PVA-LS納米纖維膜的SEM圖像。
圖5.PVA和PVA-LS膜的過濾性能。紡絲時間對（a）納米纖維膜過濾效率，（b）壓降和（c）品質因數的影響。（d）多次過濾循環后PVA-LS膜的去除效率和壓降。數據表示為平均值±標準誤差，n=3。
圖6.PVA-LS納米纖維膜和其他膜的QF值。
圖7.PVA-LS納米纖維膜在人身保護中的應用。（a）PVA-LS納米纖維膜的照片，作為可穿戴式空氣過濾器的一個例子。（b）制備的用于去除PM2.5的PVA-LS呼吸面罩的過濾效率、壓降與氣體流速之間的關系。數據表示為平均值±標準誤差，n=3。
圖8.PVA納米纖維膜和PVA-LS納米纖維膜的透射率。覆蓋有PVA納米纖維膜（底部）和PVA-LS納米纖維膜（頂部）的南京林業大學徽標。
