DOI: 10.1016/j.micromeso.2022.112167

本研究使用高性能、低成本的静电纺丝纤维制造过滤器以去除空气中的有害污染物，其具有很高的商业价值。本研究首次使用具有清晰微孔结构的静电纺丝UiO-66-NH2/PAN纤维过滤器来过滤挥发性有机化合物（VOCs）。利用两种不同的VOCs，甲苯（MB）和乙苯（EB），来测定不同过滤器的过滤性能。过滤器的过滤能力随着复合材料中UiO-66-NH2负载量的增加而提高。含有50wt%UiO-66-NH2的PAN纤维（U50/P）表现出最高的VOC过滤能力，比原始PAN纤维高80.6%。此外，VOCs分离能力在8小时内几乎没有变化，这表明该材料具有长期稳定的VOCs防护能力。UiO-66-NH2/PAN纤维过滤器的柔软性、轻盈性、高透气性和理想的VOCs排斥率使其成为口罩中抗挥发性有机化合物过滤器的理想候选。

图1.静电纺丝系统（插图部分）和用于评估VOC分离性能的实验装置示意图。

图2.UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/PAN过滤器的XRD图谱。

图3.UiO-66-NH2、PAN、U20/P过滤器和U50/P过滤器的FTIR光谱。

图4.原始PAN、UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/PAN过滤器的TGA曲线。

图5.（a）UiO-66-NH2的N2吸附-解吸等温线和孔径分布，（b）PAN、U30/P和U50/P的N2吸附-解吸等温线及BET比表面积。

图6.过滤器的俯视SEM图像：（a-b）U20/P；（c-d）U30/P；（e-f）U40/P和（g-h）U50/P。

图7.PAN（a-d）、U20/P（e-h）和U50/P（i-l）的元素映射和相应的SEM照片。

图8.UiO-66-NH2在298K下的MB和EB吸附等温线。

图9.（a）进料气体浓度对具有不同MOF负载率的过滤器的MB和EB截留率的影响；（b）湿度对过滤器的MB和EB保留率的影响；（c）温度对过滤器MB和EB保留率的影响，以及（d）使用时间对具有不同MOF负载率的过滤器的MB和EB防护能力的影响。

图10.（a）U40/P和U50/P的透气性，（b）U40/P、U50/P和其他常见材料的透气性。