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環(huán)保多功能型空氣過(guò)濾材料研究取得新進(jìn)展

2025年08月29日 11:34:37 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：6236

中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所在環(huán)保多功能型空氣過(guò)濾材料研發(fā)方面取得新的突破。此次研究成果具備優(yōu)異的細(xì)顆粒物捕集能力、有害氣體吸附性能等，滿足了復(fù)雜環(huán)境下對(duì)空氣過(guò)濾材料的高要求。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所在環(huán)保多功能型空氣過(guò)濾材料研發(fā)方面取得新的突破。該研究為復(fù)雜環(huán)境下空氣過(guò)濾提供了高效、多功能及可持續(xù)解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表在《危險(xiǎn)材料雜志》(Journal of Hazardous Materials)上。
 
　　隨著煤化工、油氣加工及半導(dǎo)體制造等重要產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)順利運(yùn)行與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，對(duì)空氣過(guò)濾技術(shù)與材料的需求不斷提高。例如，要求細(xì)顆粒物(PM)與有害氣體協(xié)同治理，以及兼具環(huán)保多功能特性的新型濾材開(kāi)發(fā)等。傳統(tǒng)纖維素紙基濾材在復(fù)雜環(huán)境下面臨機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足等挑戰(zhàn)，通過(guò)復(fù)合無(wú)機(jī)剛性纖維有望開(kāi)發(fā)兼具高強(qiáng)度、多功能與柔性可加工性的高性能濾材，從而有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況。
 
　　在此背景下，研究團(tuán)隊(duì)積極投身于環(huán)保多功能型空氣過(guò)濾材料的研發(fā)，致力于解決傳統(tǒng)濾材存在的問(wèn)題。他們通過(guò)創(chuàng)新的科研思路和技術(shù)手段，探索出了將無(wú)機(jī)剛性纖維與纖維素紙基濾材進(jìn)行復(fù)合的新路徑。這種復(fù)合材料不僅顯著提升了濾材的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，還賦予了其更多功能特性。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)以萊賽爾纖維和玄武巖纖維為原料，采用濕法成型工藝制備了微納米復(fù)合纖維濾材。該濾材具有良好的柔性與可加工性，與純纖維素纖維濾材相比，通過(guò)與玄武巖纖維復(fù)合，其破裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度均有顯著提升。
 
　　科研人員進(jìn)一步通過(guò)在復(fù)合濾材表面原位生長(zhǎng)沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)，賦予其優(yōu)異的空氣凈化和抗菌性能，濾材對(duì)PM0.3的過(guò)濾效率達(dá)到97.72%。ZIF-8表面功能化顯著提升了濾材對(duì)有害氣體的吸附性能，SO2吸附量提升約93%，甲苯吸附量提升約111.5%，表現(xiàn)出協(xié)同捕獲顆粒物與有害氣體的能力。玄武巖纖維賦予濾材優(yōu)異的耐熱性，在250℃下可維持穩(wěn)定的過(guò)濾性能。
 
　　此外，負(fù)載的ZIF-8能夠釋放Zn2+離子，使濾材具有廣譜抗菌能力，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌等抗菌率均超過(guò)99.8%，還展現(xiàn)出良好的抗真菌效果。由于復(fù)合濾材的制備基于天然生物質(zhì)及礦物纖維，并采用無(wú)粘合劑工藝，因此其具有良好的降解特性，土壤掩埋21天后，濾材質(zhì)量損失率達(dá)32.2%。
 
　　實(shí)驗(yàn)證明，此次研究成果具備優(yōu)異的細(xì)顆粒物捕集能力、有害氣體吸附性能等。不僅滿足了復(fù)雜環(huán)境下對(duì)空氣過(guò)濾材料的高要求，還為推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的綠色升級(jí)提供了有力支撐。
 
　　素材來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院
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