随着世界经济的快速发展,各国逐渐建立起越来越多的工厂,生活中的私家车也越来越多。这都造成了空气的污染,尤其是空气污染颗粒中的细小颗粒。空气污染不仅给各国的污染治理带来了难题,同时对我们的环境和人类身心健康都构成了很大的威胁。传统的空气过滤器由于效率不高,能量消耗过大,已经不能满足现如今人们的需要。所以,各国科学家已经开发了一系列的新型空气过滤器,这些空气过滤器具有能耗低、效率高、杀菌、抗高温等优异特点。但是,这些空气过滤器在实现高效率的同时,往往伴随着较高的压降。本课题引入了一个附加的作用力——静电力来设计空气过滤器以捕获细颗粒物(PM)。石墨烯气凝胶具有很高的比表面积,这为PM颗粒的吸附提供了大量的位点。该石墨烯气凝胶空气过滤器对非油性颗粒和油性颗粒都有很好的过滤效率。即使当非油性颗粒和油性颗粒的浓度都很高(>10000μg/m~3)时,吸附效率也分别达到99.9%和99.6%以上。石墨烯气凝胶空气过滤器在保持高吸附效率的同时,只产生了很小的压降。此外,该过滤器还具有可反复多次使用的优异性能,在洗涤10次后,该空气过滤器的效率依然保持在99%以上。在高温或高湿度环境下,该空气过滤器的吸附效率没有明显下降,因此可以用在突发火灾和雾霾等环境下。该研究还测试了对其吸附效率产生影响的因素,例如石墨烯气凝胶的体积,空气流速,空气湿度等等。由于该空气过滤器不依赖拦截作用去除PM颗粒,所以没有持续增加的压降问题。本研究对负离子发生器和石墨烯气凝胶协同作用的机理进行了详细探讨,这将给此领域之后的研究者提供一个新的视角。