DOI:10.1016/j.jiec.2020.10.010
這項工作使用3D圖案開發了一種壓花納米纖維膜（ENMs），用于空氣過濾裝置，并將該結構與平面納米纖維材料（PNMs）進行了比較。采用3D打印和靜電紡絲技術相結合制備了壓花納米纖維膜（ENM），與平面結構相比，ENM的表面積有所增加。ENM的表面積（66 m3?g-1）比PNM（23 m3?g-1）高出三倍。壓花結構取決于3D圖案中的孔尺寸和網格高度。納米纖維膜（NMs）的孔徑控制在0.2μm，以實現對空氣中超細顆粒物和煙霧污染物的高效過濾。聚酰胺6 ENM通過（-CH2CHCONH2+）或陰離子（-NHCH2COO-）電暈表面離子改性獲得了出色的過濾效率。離子改性在污染物顆粒與納米纖維表面之間產生靜電吸引或范德華力/排斥力。通過動態粒子去除率（％）、穿透率（％）、阻力（mmH2O）和透氣性（m3/m2/min）測試評估了離子ENMs的動態粒子阻隔效率。與PNM相比，壓花結構增強了納米纖維發達的孔結構和較大的表面積。
圖1.（A）已開發的3D圖案設計的特征：（a）無孔圖案（PET無紡布）和（b）菱形，（c）四邊形，（d）圓形圖案，以及（B）使用該圖案獲得的相應納米纖維材料。
圖2.PA6 ENM的前表面和橫截面。（a）表示局部密度變化的表面壓紋圖像（A1：投影區域；A2：平面區域），（b）壓紋區域（H1）和平面區域（H2）的實際厚度，（c）壓紋的表面圖像和（d）PA6 ENM中的納米纖維結構。
圖3.PA6 PNM和ENM的表面粗糙度以及整體和局部厚度。
圖4.顆粒捕獲機理：表面離子改性（陽離子或陰離子）在ENM表面形成第二道屏障，以防止細小的灰塵/污垢顆粒。
圖5.當使用帶負電的MWCNTs（MWCNTs的平均尺寸為0.250μm）時ENMs上的動態顆粒附著效率：（a）陰離子改性和（b）陽離子改性的ENMs。
圖6.超細污垢顆粒（MWCNTs）在原始和離子改性ENMs上的粘附行為。
圖7.大氣壓下離子改性72小時的影響：（a系列）原始PA6 ENM，（b系列）陰離子改性PA6 ENM，（c系列）陽離子改性PA6 ENM。
圖8.（a）PA6 ENM的香煙煙霧阻隔性能測試，（b）使用ToF-AMS分析香煙煙霧細塵污染的粒徑分布，以及（c）香煙煙霧阻隔測試后，通過XPS分析PA6 ENM上的化學成分。
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