空氣中的特殊物質 (PM) 汙染是一個日益嚴重的全球問題，過濾纖維的替代來源現在是一個重要的關注領域。與相對成熟的有害氣體處理相比，最先進的高效 PM 過濾器仍然缺乏對有機 PM 汙染物的熱分解能力，如燃煤電廠和垃圾焚燒爐的煙塵，導致更換頻繁，成本高，和二手汙染。
最近，麻省理工學院等科研團隊提出了一種自下而上的合成方法來製造第一個全熱催化劑空氣過濾器 (ATCAF)。ATCAF 由直徑約 50 nm 的 TiO2 纖維自組裝而成，不僅可以以 >99.999% 的效率捕獲燃燒產生的 PM 汙染物，而且還可以催化高溫下捕獲的碳氫化合物汙染物的完全分解。它具有利用燃燒熱原位消除碳氫化合物材料燃燒產生的 PM 汙染物的潛力。
圖 1.(a)該全熱催化劑熱再生過濾器的示意圖。(b)製成的過濾器和 (c) 實驗室構建的基於重量的測試系統。(d)該空氣過濾器的俯視 SEM 圖片。(e) 該過濾器的持續時間測試，過濾效率為 99.9993%，超過 10 小時。
圖 3. (a) 汙染過濾器動態熱清洗熱重分析-質譜 (TGA-MS) 測試，包括（從上到下）示意圖、TGA 溫度曲線、TGA 重量分析和汙染樣品的 MS 結果。(b) 靜態熱清洗汙染過濾器的氣相色譜（GC）測試；過濾器 (c) 熱清潔前和 (d) 後的 SEM 影象。(c)中藍色虛線左側的區域被嚴重汙染，紅色虛線圓圈突出顯示了捕獲的奈米粒子。(e) 過濾器的可重複使用性測試，透過重複“煙霧汙染-熱清潔-過濾測試”迴圈 4 次。
相關論文以題為Bottom-Up Synthesized All-Thermal-Catalyst Aerogels for Heat-Regenerative Air Filtration發表在《Nano Letters》上。通訊作者是麻省理工學院Xiang Ji、和孔靜教授，以及韓國毒理學研究所Sung Mi JUNG博士。
參考文獻：
doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02593
