厚德载“雾” 自强不“吸”

面对大气污染，没有人能做到“厚德载雾，自强不吸”，而想要快速地改善大气质量又收效甚微，我们只有从改善自身生活的小环境做起。

在现代化生活中，人们在家里、办公室、车内等相对密闭的空间中活动的时间较多，因而室内的空气质量跟我们的健康也就“吸吸”相关。

空气净化器是目前广受欢迎的空气清新设备，它能够有效地改善室内空气质量，而滤芯则是空气净化器的核心，它的功能决定了空气净化的质量。目前市场上大多数的空气过滤系统依赖于高效微粒空气过滤器（HEPA），这种过滤器对细小微粒具有良好的去除效率，但它极高的空气阻力限制了其应用领域。同时其不能抑制或杀灭有害微生物，只能通过累积过滤的方式祛除空气中部分颗粒物，而这些污染物的积累会让滤芯变得更易滋生致病微生物，如细菌、真菌和病毒等，这不仅会降低过滤器的使用寿命，还会给室内空气带来二次污染。

传统的空气消毒技术，包括化学和物理两种方式。其中，化学消毒主要通过使用化学消毒剂如二氧化氯、环氧乙烷等，这种方法不仅能耗高而且会形成新的有害气体。物理消毒主要是通过紫外线杀菌，虽然经济简便，但长期使用会引起臭氧污染。太阳能作为一种空气消毒的方法因其绿色环保、可持续使用而受到人们的广泛青睐，但太阳光的杀菌效果来源于仅含的5%的紫外线，其消毒效率是微乎其微的，所以光催化剂的研发就变得日渐紧迫。

究竟如何才能开发出一种既能过滤PM微粒，又可以杀灭空气中细菌的绿色环保过滤器呢？

有“分子海绵”之称的金属有机骨架材料（MOFs）成为了我们的研究对象。它是一种由有机配体和金属离子或团簇通过配位键形成的有机-无机杂化材料。MOFs材料由于具有可设计的丰富的结构类型，低密度、永久孔洞、超高的表面积和可功能化的孔空间，在气体存储与分离、催化、传感、药物输送等领域都有广泛的应用。正是这种特殊的性质，使得MOFs材料不仅能成为过滤空气的优良材料，而且还有望作为一种光催化剂降解空气污染物。我所在的实验室首次将MOF的前驱体金属盐和有机配体在一定温度和压力下，使MOFs原位生长在一些商用的基底上，例如无纺布，真丝布及玻璃布等。我就是利用这种方法设计合成了新型的高效集成空气过滤器（MOFilter），这种过滤器的高效集成就在于它不仅能够捕获PM微粒，捕获效率能达到98%以上，而且可以杀灭空气中99.99%的细菌。

MOFilter一方面与PM微粒之间形成相互静电作用，而具备超高的捕获拦截效率;另一方面在太阳光催化作用下能产生光生电子和空穴（在高于某种特定波长的光照射下，某些物质通过吸收光子形成光生电子和空穴），电子和空气中的氧气反应，迅速生成超氧自由基和过氧化氢自由基，这种自由基具有极高的氧化性，可以把空气中的致病细菌氧化杀死。简单说，这项研究的最大创新点就是既可以除霾，又可以实现光催化杀菌。

空气的污染防治一直都是各个国家重点关注的内容，环保部门也投入了大量的人力、物力和财力来治理大气污染。目前我们实验室已经通过系统研究将MOFs材料产业化，开发了应用于个人防护的分子智能型口罩和新风系统等商业产品。MOFs材料的优良性能值得我们进一步深入挖掘，加速推動科研成果转化，这样MOFs新材料才能在我国环保和空气净化领域展现更大的作为，为我国大气污染治理及个人健康防护做出更大的贡献。

责任编辑：钟鑫

李平 北京理工大学化学与化工学院化学专业博士研究生

大气污染是“会呼吸的痛”，尤其是在北方的雾霾高发季节。持续的雾霾天气不利于空气流动，雾滴中吸附的大量污染物和细菌，会对人体呼吸道产生刺激，使人体呼吸系统的防御功能骤然下降，极易引发咽喉炎、支气管炎、肺炎等呼吸系统疾病。