PVA/CNP/TLE功能化納米纖維空氣過濾器的構建及其顆粒物去除性能

近年來，引進靜電紡絲空氣過濾器以增強PM2.5和PM10-2.5的去除效果受到了廣泛關注。在這項研究中，使用靜電紡絲法制備了一種新型聚乙烯醇（PVA）/碳納米顆粒（CNP）/茶葉提取物（TLE）功能化納米纖維空氣過濾器（FNA）。本工作的新穎性在于首次將CNP與TLE混合用于FNA的制備。多糖交聯FNA含一種帶有兩個單糖單元的碳絡合物，以產生去除PM2.5和PM10-2.5的固有特性。而且，FNA還具有良好的紫外線防護特性。除了PM2.5和PM10-2.5的去除效率外，還從物理化學、力學、抗菌活性等方面對FNA進行了表征。使用毛細管流動孔隙度法研究了孔徑和分布，證實了FNA的結構。FNA表現出優異的低壓降（110Pa），這對于空氣凈化來說是很有前景的特性。經研究證實，由PVA:CNP:TLE制備的FNA具有較高的PM2.5和PM10-2.5去除效率，分別為99.25%和99.29%。

圖1.FNA的制備示意圖。

圖2.（a）CNPs的SEM，（b）TLE的SEM，（c）CNPs的FTIR，（d）TLE的FTIR。

圖3.（a）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的FTIR光譜，以及（b）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的TGA光譜。

圖4.PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE原始支架的SEM及照片。

圖5.FNA的應力-應變曲線。

圖6.（a）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的孔徑分布曲線，（b）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的壓降。

圖7.（a）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的大腸桿菌抑菌圈，（b）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的金黃色葡萄球菌抑菌圈。

圖8.PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的紫外吸收光譜。

圖9.（a）用于測試PM2.5和PM10-2.5捕集效率的裝置，（b）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的PM2.5捕集效率，（c）PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的PM10-2.5捕集效率，（d）顯示PM捕獲機制的示意圖。

圖10.（a-c）PM捕獲實驗之后，PVA、PVA:CNPs和PVA:CNPs:TLE的SEM圖像，（d）SEM顯示在PVA:CNPs:TLE納米過濾器周圍形成PM顆粒，（e）PM捕獲后PVA:CNPs:TLE的EDX。

圖11.（a-d）PM捕獲后PVA:CNPs:TLE的元素映射，（e）PM捕獲后PVA:CNPs:TLE的EDX。

圖12.PM捕獲后PVA:CNPs:TLE的EDX分析。