随着煤化工、油气加工及半导体制造等重要产业升级，为保障生产环节顺利运行与环境可持续发展，对空气过滤技术与材料的需求不断提高，例如要求细颗粒物(PM) 与有害气体协同治理，及兼具环保多功能特性的新型滤材开发等。传统纤维素纸基滤材在复杂环境下面临机械强度和稳定性不足等挑战，通过复合无机刚性纤维有望开发兼具高强度、多功能与柔性可加工性的高性能滤材，从而有效应对复杂工况。

近期，中国科学院新疆理化技术研究所能源化工研究中心在环保多功能型空气过滤材料研发方面取得重要进展。团队以莱赛尔纤维和玄武岩纤维为原料，采用湿法成型工艺制备了微纳米复合纤维滤材（图1A），其具有良好的柔性与可加工性。与纯纤维素纤维滤材相比，通过与玄武岩纤维复合，其破裂强度和撕裂强度均有显著提升。科研人员进一步通过在复合滤材表面原位生长沸石咪唑酯骨架（ZIF-8），赋予其优异的空气净化和抗菌性能，滤材对PM_0.3的过滤效率达到97.72%。ZIF-8表面功能化显著提升了滤材对有害气体的吸附性能，SO₂吸附量提升约93%，甲苯吸附量提升约111.5%，表现出协同捕获颗粒物与有害气体的能力。玄武岩纤维赋予滤材优异的耐热性，在250 °C下可维持稳定的过滤性能。此外，负载的ZIF-8能够释放Zn²⁺离子，使滤材具有广谱抗菌能力，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌等抗菌率均超过99.8%，还展现出良好的抗真菌效果。由于复合滤材的制备基于天然生物质及矿物纤维，并采用无粘合剂工艺，因此其具有良好的降解特性，土壤掩埋21天后，滤材质量损失率达32.2%。该研究成果为复杂环境下空气过滤提供了高效、多功能及可持续解决方案。

相关研究成果近期发表在《有害材料期刊》（Journal of Hazardous Materials）上。研究工作得到了中国科学院人才计划、新疆 “天池英才”培养计划等项目的资助。

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图1 环保多功能型空气过滤材料制备与性能研究（A：滤材制备示意图；B：滤材展现柔性可加工性；C：PM_0.3过滤性能；D：抗菌性能）