天丝空气滤纸的制备及其性能研究路铠嘉赵传山李霞丁其军摘要：本研究选取打浆度为23°SR天丝纤维与阔叶木纤维为原料配抄制备滤纸，通过浆内添加发泡剂和表面涂布纤维素纳米纤丝（CNF）的方法优化滤纸的过滤性能，并对滤纸的物理及过滤性能等进行了研究。结果表明，当天丝纤维质量分数为60%时，制备的滤纸对PM2.5的过滤效率达98.97%，过滤阻力为146.7Pa，品质因子为0.3119Pa1，此时滤纸过滤性能最佳。关键词：天丝纤维;空气滤纸;纳米纤维素;发泡剂;过滤性能：TS767：ADOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.02.003StudyonPreparationandPerformanceofTencelCompositeAirFilterPaperLUKai激aZHAOChuanshan*LIXiaDINGQijun（StateKeyLabofBio-basedMaterialsandGreenPapermaking，QiluUniversityofTechnology（ShandongAcademyofSciences），激nan，ShandongProvince，250353）（*E-mail：ppzcs78@163）Abstract：Inthisstudy，theairfilterpaperwaspreparedusingtheTencelfiber（beatingdegree23°SR）astherawmaterialtogetherwithhardwoodfiberimprovingthestrengthofairfilterpaper.Thefiltrationperformanceofthepreparedfilterpaperwasthenoptimizedthroughaddingfoamingagentinthepulpandcoatingcellulosenanofilament（CNF）onthesurfaceandthephysicalandfiltrationperformanceoftheairfilterpaperwerefurtherstudied.TheresultsshowedthattheairfilterpaperwithTencelfibermassfractionof60%possessedafiltrationefficiencyforPM2.5of98.97%，adecreasedresistancepressureof146.7Pa，andaqualityfactorof0.3119Pa1，exhibitingthebestfiltra?tionperformance.Keywords：tencelfiber;airfilterpaper;nanocellulose;foamingagent;filtrationperformance近年来，空气污染日益严重，特别是空气中颗粒物（PM）的存在，对人体健康造成了极大的威胁，引起了公众的广泛关注。颗粒物的主要成分为硫酸盐、硝酸盐、氯化物、有机碳、元素碳、铁、钙等化学污染物，主要为汽车尾气排放、燃煤、工业排放和农业燃烧等[1-2]。PM2.5是指空气动力学当量直径小于2.5μm的细颗粒物，可以在环境空气中较长时间地悬浮，并进入人的支气管和肺部，导致严重的呼吸系统和心血管疾病[3-4]。因此，研究并改善对PM2.5细颗粒物具有高去除率的空气过滤材料及其性能已成为一个重要的方向。纤维过滤式空气过滤材料利用纤维在成形时的独特杂乱堆积，形成复杂的纤维网络结构，当含尘气流通过时，细微颗粒会被纤维拦截在外，从而达到对空气的清洁[5]。其主要的过滤机理有5种：拦截效应、惯性沉积、扩散效应、重力沉积和静电吸附[6-8]。由于纤维过滤材料对细微颗粒的去除是上述机理共同相互作用的结果，并不是单一的叠加，因此纤维的复杂网络结构能截留远比其孔径小得多的细微颗粒[9]。目前，纤维过滤式空气过滤材料的制备方法主要有静电纺丝和造纸湿法成形两种[10]。Wang等人[11]通过将SiO2纳米粒子加入到聚丙烯腈（PAN）电纺溶液中，制成了具有多层结构的纳米纤维膜，有效地降低了纤维膜的过滤阻力，并同时提高了纤维膜的过滤效率。顾广东等人[12]通过控制不同的电纺时间制备了不同厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维膜，探究了纤维膜厚度与过滤效率的关系。Xiong等人[13]在棉浆纤维中添加羟基磷灰石超长纳米线，通过湿法成形后真空抽滤制备了多孔空气滤纸，对PM2.5的过滤效果高达95%以上，同时有较低的阻力与厚度。造纸湿法成形是以造纸工艺为基础，将纤维混合悬浮液通过纸页成型器经成形、干燥等一系列处理后制得滤纸材料[14]。相较于静电纺丝，造纸湿法成形制备的过滤材料强度较高，不易被破坏，有较稳定的物理化学性能。不同的纤维原料与处理方法会赋予过滤材料不同的性能。因此，造纸湿法成形制备过滤材料在空气净化领域有广阔的应用前景[15]。天丝纤维是一种再生纤维素纤维，具有较高的聚合度和纤维强度，有着优异的透气性、吸湿性、生物可降解性等，且易于原纤化[16-17]。天丝纤维经过打浆处理后，适合抄造对透气性能、过滤性能、强度性能有一定要求的PM2.5滤纸[18]。本研究通过对天丝纤维进行原纤化...