顆粒物污染已對環境和人類健康構成了嚴重威脅，尤其是對于亞微米級細顆粒PM0.3，仍然難以實現高效過濾。本研究采用簡單的一步共混靜電紡絲技術，將TiO2/g-C3N4（TCN）異質結光催化劑負載在聚苯乙烯/聚丙烯腈（PS/PAN）多尺度納米纖維膜上。由于內置電場的強大長程靜電力，復合膜在光照下具有顯著增強的過濾效果。即使在超過1800000/m3的高PM0.3濃度和25L/min的高流速的惡劣條件下，它仍然具有大于98.5%的高過濾效率，與黑暗條件相比增加了約20%，壓降僅低至94Pa。更重要的是，靜電場可以在光照下再生，并且這種制備策略可以有效地擴展到其他光催化劑異質結。
圖1.（a）TCN/PS/PAN制備工藝示意圖。（b）TiO2、g-C3N4和TCN的Zeta電位圖、（c）XRD圖譜和（d）FT-IR光譜。（e-g）TCN的TEM圖像。（h）TCN的HRTEM圖像，插圖顯示了TiO2 NPs的晶格條紋。（i）TCN復合材料的HAADF-STEM圖像和相應的元素映射（C、N、Ti和O）。
圖2.（a）純CN和TCN光催化劑的XPS光譜。（b）TCN的Ti2p和（c）O1s XPS光譜。CN和TCN的高分辨率（d）C1s和（e）N1s XPS光譜。
圖3.（a）PS電紡膜的SEM圖像和（b）纖維直徑分布。（c）PAN電紡膜的SEM圖像和（d）纖維直徑分布。（e）PS/PAN復合膜的SEM圖像和（f-g）纖維直徑分布。（h）不同質量比的PS/PAN的標準過濾性能。（i）不同質量比的PS/PAN復合膜的QF。
圖4.（a-c）TCN/PS/PAN電紡膜的SEM圖像。（d）TCN/PS/PAN電紡復合膜的EDS映射圖像。
圖5.（a）自制光誘導增強型PM過濾試驗裝置示意圖。（b）TCN/PS/PAN光催化復合膜在黑暗條件和可見光照射下的PM0.3長期過濾效率。（c）PS/PAN、Ti/PS/PAN、CN/PS/PAN和TCN/PS/PAN在黑暗中和可見光照射下的亞微米級PM0.3過濾效率。（d）TCN/PS/PAN在不同條件下對不同尺寸顆粒的過濾效率。
圖6.（a）TiO2、g-C3N4和TCN的UV-Vis DRS、（b）Tauc圖和（c）Mott-Schottky曲線。（d）TiO2/g-C3N4復合催化劑在接觸前、接觸后和可見光照射下的II型異質結電荷轉移機制。（e）TCN/PS/PAN的光誘導增強PM過濾機制的示意圖。
圖7.（a）TiO2、g-C3N4和TCN的EIS圖案。（b）TCN異質結光催化劑在黑暗、模擬陽光照射和可見光照射下的開路電位。（c）TCN/PS/PAN在RH90%高濕處理前后的過濾效率。（d）TCN/PS/PAN經RH90%高濕處理后在黑暗中和可見光照射下的過濾效率。
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