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PM颗粒物是大气中的主要污染物,对人体的心血管系统和呼吸系统均有较大危害,因此防治PM颗粒物污染的重要性与日俱增,目前污染源控制和空气净化是治理PM颗粒物污染的两种主要途径。国内外研究开发的PM2.5过滤材料存在基本上不能再生使用的缺点,本研究的目的是制备一种新型的基于纳米线网络材料的过滤器用于吸附PM颗粒物,并可再生循环使用。本研究最初的设想是制备一种具备通孔结构、生长纳米线的多孔陶瓷,但经多次实验尝试未获成功。前期实验发现在铁的催化作用下,有机硅聚合物前驱体的热分解产物可以生成纳米线。在此基础上,改用304不锈钢网作为基底直接生长纳米线,具体的制备方法是将有机硅聚合物前驱体与304不锈钢网在惰性气氛下进行热处理。实验发现在1100℃下进行热处理,SEM显示纳米线网络最密集,可完全覆盖不锈钢网的孔洞。TEM、XPS测试显示中心部分为石墨相,外层为无定形,纳米线末端含有金属颗粒,表面具有C=O、C-O等极性基团。本研究认为纳米线的生长机理可以用金属尘化机理进行解释,有机硅分解产生的气态烃使不锈钢发生了尘化腐蚀,不锈钢逐渐粉碎而释放出纳米颗粒,而金属纳米颗粒催化了气态烃在其表面沉积并生长成碳纳米线。将具有纳米线网络的不锈钢网组装成颗粒物过滤器并测试性能,起始PM2.5吸附效率高达96.1%,压降低至158 Pa,具备高吸附效率、低压降的优异性能。FTIR和XPS表征发现PM颗粒物包含C=O、C-O、C-N等极性基团,因此可以认为纳米线与PM颗粒物之间是主动吸附机理。实验中对已吸附饱和的过滤网进行电加热再生,在450℃下恒温1.5小时即可基本烧除PM颗粒物,而碳纳米线损失较少,结果显示电热再生后过滤器的过滤效率和压降均可回复到未进行过滤之前的状态。在前3个吸附-再生循环中,再生后吸附效率均保持在90%以上,压降回复至约200 Pa。但是从第4次再生开始,由于碳纳米线的氧化导致了吸附效率持续降低,因此循环性能尚需进一步改进。