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摘要：空气净化器采用闭循环工作模式，经过净化后的空气在室内循环，被空气净化器吸入后再次进行净化，室内是一个封闭的整体。新风机的原理是，它不断地从室外吸入空气，经净化后吸入室内，同时，在压力作用下，等体积的室内空气被排出到室外。室内与室外始终是交互的。基于此，本文章对碳纳米管膜在空气净化领域的研究进展进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：碳纳米管膜；空气净化领域；研究进展
引言
目前空气净化器市场竞争激烈，同时国家标准对于空净产品各项指标的要求也愈加严格，风机作为空气净化器的核心结构，自主设计开发风机能够让空净企业灵活地根据产品定义需求进行产品设计，优秀的风机设计能力可以让空净企业打造性价比更具优势的产品。因为金属滤网、活性炭滤网、HEPA过滤器等净化技术拥有应用范围广、技术成熟、成本可控的特点，因此实现基本功能的技术方案采用金属滤网、活性炭滤网、HEPA过滤器吸附技术。
1碳纳米管膜的制备
通过化学气相沉积法制备了碳纳米管（CNTs）气凝胶，并通过牵引方式将CNTs气凝胶沉积在载玻片上，在CNTs沉积过程中适当喷洒乙醇，使其较为紧密地沉积在载玻片表面，形成连续的碳纳米管膜（CMF）。
2碳纳米管复合膜的制备
碳纳米管膜有机污染的控制主要包括膜材料改性、运行条件优化以及膜清洗等。运行条件优化可以在一定程度上缓解有机污染，但是效果有限，而频繁的清洗过程会增加运行成本并缩短膜寿命。因此，借助碳纳米管膜改性来控制有机污染引起越来越多的关注。近年来，在制备导电膜的基础上借助外部电场在静电斥力的作用下缓解有机污染就是常采用的膜改性进而缓解有机污染的一种。然而，目前关于借助导电碳纳米管膜来实现有机污染控制的研究报道较少。在现有的研究中，通过在制膜过程中掺杂导电纳米材料来制备导电膜是比较常用的方法之一，但是在碳纳米管膜制备过程中掺杂导电纳米材料容易破坏碳纳米管膜的活性层。考虑到有研究者提出在碳纳米管膜的支撑层和活性层的之间引入中间层来提升膜性能，我们联想到引入具有导电性能的纳米中间层来制备导电碳纳米管膜。考虑到碳纳米管（CNTs）具有较高的机械强度、导电性和高纵横比，本研究在多孔聚醚砜（PES）载体上抽滤超薄CNTs层以制备导电聚酰胺（TFC）碳纳米管膜，考察CNTs的存在对TFC-碳纳米管膜的结构形态和性能的影响，并探讨导电TFC-碳纳米管膜缓解有机污染的可行性。迄今为止，尚未有关于内嵌CNTs中间层的导电碳纳米管膜制备及其缓解有机污染的研究报道。
3空气净化
3.1产品系统设计理论
所谓系统即是许多存在着相互联系、相互制约的子系统按照一定规律和法则整合在一起，最终构成具有独特功能的整体。产品系统设计理论是将系统设计理论和方法应用于工业设计领域中。其本质即是站在系统化的视角上，将整个产品看做一个功能子系的内，整体，一个系统，分析和把握产品内部各个子系统的内部特征，以及各个子系统之间的相互联系，其最终目标是要求目标系统能够实现特定功能。
3.2空气净化器颗粒物洁净空气量测试
国家标准GB/T18801-2015《空气净化器》推荐使用激光尘埃粒子计数器测量并计算得到颗粒物洁净空气量（CADR），而通过颗粒物质量浓度测试仪进行测量和计算颗粒物累积净化量（CCM）。受限于检测设备的技术瓶颈，国内科研单位及检测机构往往选择使用进口的激光尘埃粒子计数器以保证测量的准确度，如TSI3340A，价格高达54万人民币，价格高昂且维护成本高，对企业产品开发和质量控制带来巨大负担；而同品牌颗粒物质量浓度测试仪只需要7万人民币左右。因此，有必要探索采用颗粒物质量浓度测试仪进行颗粒物洁净空气量（CADR）测试的可行性，以期为后续标准中采用备选检测设备或为企业质量控制设备的选用提供理论依据。
4碳纳米管膜在空气净化领域的研究进展
4.1喷涂法制备S-WO3/CMF的微观形貌
图1a-图1c展示了S-WO3/CMF的不同放大倍数SEM图。为了便于观察CMF内部包裹的WO3颗粒形貌，制样时用镊子剥离了复合材料表面的碳纳米管膜。从SEM图1a-图1c可以观察到，WO3颗粒长度为1~3μm，宽度约500-800nm，稀疏分布在CMF中碳纳米管管束表面。部分WO3颗粒表面有薄层存在，表明了通过喷涂方式成功制备了三明治结构S-WO3/CMF，但WO3载量较少。S-WO3/CMF的TEM图，从图中可以看出，WO3附着在碳纳米管管束上，同时被部分被CMF包覆，同时也证实了喷涂法制备的WO3确如SEM图像中所得的块状结构。
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4.2SEBS/CNT复合纤维的截面形貌
采用场发射扫描电镜观察复合纤维的截面形貌和内部微结构，可以分析出CNT在复合纤维中的分散情况和在皮层中的状态。（a、f、k）分别为SEBS/60CNT、SEBS/70CNT和SEBS/80CNT复合纤维的横截面SEM图，可以明显看出复合纤维呈现皮芯结构，其中内层为纯SEBS，外层为SEBS与CNT混合物。图1（b-e，g-j，l-o）分别是SEBS/60CNT、SEBS/70CNT和SEBS/80CNT复合纤维横截面的局部放大SEM图，从中可进一步看出：纤维芯层和皮层之间接触良好，相同高分子基体使得纤维皮芯结构保持稳定；另外在皮层中的CNT呈现出卷曲缠绕状态，且一部分均匀分散在基体SEBS之间，被充分浸润，无拔出现象。由此表明导电填料CNT与SEBS聚合物基体之间界面相容性良好。
结束语
总之，碳纳米管的发现是人类研究纳米科技的重大成果。1991年，碳晶体家族的一新成员出现了，这就是碳纳米管。以碳纳米管为代表的碳系填料，因其低密度、高导电、高表面积等特性，成为了吸波复合材料领域的新宠。例如，将单壁碳纳米管与聚氨酯复合，制得的复合材料反射损耗可达-22.0dB，有效吸收带宽为2.6GHz。与其它碳材料相比，碳纳米管填充的聚合物具有更优的吸波效能。然而，碳纳米管填充的吸波复合材料存在明显的阻抗失配问题，且有效吸收带宽也比较窄。为了解决阻抗失配的问题，碳纳米管通常与其它填料杂化或共掺，以获得更为平衡的电磁参数，进而改善材料的吸波性能。
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