Junchao Xu, Qingdong Yao, Wuwang Han, et al. Ultrasonic-assisted nano-biochar coated PET coarse fibers for electrostatically enhanced air filtration with low resistance and effective ozone removal. Separation and Purification Technology, 2026, 394: 137613.
论文简介：
电室内空气污染严重威胁人体健康，但传统过滤材料一直难以兼顾高效、低阻和长寿命这三个核心指标。针对这一难题，研究团队创新性地将废弃稻壳和玉米芯制备成纳米生物炭，并通过超声辅助技术将其均匀、牢固地锚定在PET纤维表面，开发出一种新型复合过滤材料。性能测试结果显示。在vair= 0.4 m/s，包NRH@PET和NCC@PET过滤器对0.3-0.5 μm过滤效率分别高达99.21%和99.26%，压降分别为7Pa，8 Pa，同时还能去除超过92%的臭氧。在vair= 1 m/s长达30天的连续测试中，两款材料的平均效率始终稳定在92%以上，且累积的颗粒物重量几乎与自身相当，展现出巨大的容尘量和长效寿命。综合品质因数相比普通PET材料提升超过80%，证实这种纳米生物炭复合过滤器为开发高效、低阻、长寿命的下一代空气净化系统提供了切实可行的方案
。
重要结论：本研究通过一种简单、无需化学试剂的超声方法对原始PET进行改性，制备了NRH@PET和NCC@PET复合过滤器。在静电辅助作用下，该复合过滤器在平衡过滤效率、阻力与臭氧去除方面取得了显著突破。生物炭涂层（约1.5 μm）不仅提供了更粗糙的表面并增强了介电性能，还赋予了过滤器优异的臭氧吸附与分解能力。
在vair= 0.4 m/s下，NRH@PET和NCC@PET对0.3-0.5 μm颗粒的过滤效率最高可以达到99.34%和99.38%，压降仅为7-8 Pa，对应的综合品质因数分别为0.0348 Pa⁻¹和0.0344 Pa⁻¹。即使在vair= 4 m/s高风速下，两种过滤器的效率仍保持在87%以上，压降低于90 Pa，显著优于原始PET。在Uc=12 kV、Up=20 kV的条件下，NRH@PET和NCC@PET对臭氧的去除率分别达到92.68%和93.90%，远超原始PET的3.54%。
此外，在vair = 1 m/s风速下进行的30天长期测试中，两种过滤器对0.3-0.5 μm颗粒的平均效率始终保持在92%以上，压降增长适中，积尘量几乎相当于其自身重量。这些结果证实，NRH@PET和NCC@PET不仅具有高效低阻的特性，还表现出优异的臭氧控制能力和更长的使用寿命。
