高温烟气滤材的功能性整理技术（什么是高温烟气滤材的功能性整理技术）

在高温燃烧及相关工业生产中往往会伴随有毒、有害气体的产生，如二恶英、甲醛、甲苯等，这些有毒、有害气体虽然可以通过物理的方式(如活性炭吸附)去除，但这种方式存在二次污染的危险，如被吸附的有毒、有害气体再次释放时仍有可能造成环境污染和危害。近年来，采用非织造材料的功能性整理赋予材料催化降解性能及过滤功能的研究层出不穷，逐渐形成过滤领域中的研究热点。

Dai等研究表明以PE/PP双组份纤维为原料，通过撒粉装置将具有降解催化功能MnO2纳米晶体喷洒入梳理成型的纤网，经135℃加温同步实现双组份纤维网的热风加固和 MnO2纳米晶体的热粘合固着，结合静电注极后整理，制备集高效低阻过滤、高温催化功能于一体的非织造过滤材料，空气过滤效率、滤阻、品质因子分别达到72%、54 Pa、0.22 Pa~¹，甲醛降解率达到100%。Su等研究人员制备具有同时去除空气中小颗粒物质及甲苯类有害物质的过滤材料。通过静电纺聚丙烯腈纤维集合体与电喷雾TiO₂分散液的反向集聚，同步形成纳米颗粒与超细纤维均匀复合的层次结构材料，甲苯降解转化成二氧化碳的效率接近100%。相似地，针对有机会发类颗粒物的过滤，研究者也通过在线复合的整理方法将混有纳米TiO₂聚乙烯吡咯烷酮溶液与聚酰胺酸溶液通过反向的两个喷丝管同步静电纺，电纺纤维膜形成后通过80℃~400℃高温煅烧获得具有良好机械性能的多功能光降解催化过滤聚酰亚胺非织造材料。非织造材料的高孔隙率、可控的孔径分布、以及与功能性纳米颗粒之间良好的结合效果促进了该材料在功能性过滤领域的广泛应用。

采用表面化学改性或层层复合物理叠加工艺，将光降解催化剂以浸渍或涂覆的方式负载于纤维材料上，如图3所示，赋予其对有毒或有害气体的降解性能，从而避免了有毒害物质的二次污染。常用的催化剂有两类：一类是如MnO₂、CuO、Fe_2O3等金属氧化物，它们通过催化氧化降解有毒物质。另一类是以TiO₂为代表的半导体，它们通过光催化降解特殊场合气体中的有毒、有害物质。与催化氧化不同，光催化是通过在光线的照射下 TiO₂ 会释放出一个电子，而自身形成一个空穴，释放出的电子会与空气中的氧结合形成负氧离子；与此同时，空穴会捕获空气中的水分子，夺取水分子中的电子使其变成羟基自由基。羟基自由基有很强的氧化性能，能把空气中的有机物氧化成二氧化碳和水。目前常用Ag修饰TiO₂,使其光吸收向长波方向移动，不再局限于382nm的紫外光，可提高TiO₂光催化效率。