过滤器的目的是充当筛子，以保持或净化介质的质量。空气过滤器的目的是通过过滤掉大气中存在的有害污染物来净化或清洁空气介质。空气过滤器在物理上可以描述为具有功能层的膜，该功能层可以捕获气流中存在的污染颗粒并阻止它们继续流动。该功能层可以是静电沉淀器或纳米纤维网。

空气过滤器的类型：

空气过滤器有各种尺寸和形状，可根据具体用途定制。面板形空气过滤器通常用于供暖、通风和空调 (HVAC) 系统，而锥形过滤器则用于汽车。以下列表给出了不同领域常用的空气过滤器类型的更具体示例：

• 基本空气过滤器：具体来说，针对粗颗粒（沙子、头发），可用于窗户。

• 先进的空气过滤器：捕获细菌等细小颗粒，可用于暖通空调系统和便携式空气净化器。

• HEPA/ULPA：高效微粒捕集器/超低渗透空气，与高级过滤器类似，但可确保至少 99.97% 的过滤效率。用于洁净室和医院。

• N95/N99 过滤器：面罩的过滤介质。用于 N95 和 N99 面罩，防止污染物进入呼吸系统。

标准化：

要获得空气过滤器的标签，必须满足标准。这些标准通常包含需要通过才能获得资格的严格要求。标准和标准因地区而异。但​​是，您最常发现的两个最相关参数是过滤效率和压降。理想情况下，过滤效率最高且压降最低的过滤器是最理想的。以下是国际标准化测试 (ISO) 及其等效的美国 (ASHRAE/NIOSH) 和欧洲 (EN) 对应测试的几个示例。

EN 779：从基础到高级精细空气过滤器的标准。（现已废止并由 ISO 16890 取代）。

ISO 16890：基本和高级空气过滤器的国际版本。

ASHRAE 52.2：空气过滤器的北美版本，使用最低效率报告值 (MERV) 对过滤器进行分级。最高 MERV 等级 (16) 表示 HEPA 状态。

EN 1822/ ISO 29463：针对 HEPA/ULPA 过滤器的欧洲和国际测试。

EN 143/149：口罩过滤介质和口罩产品的欧洲标准。

空气过滤机制：带静电荷的微纤维还是电纺纳米纤维？

如前所述，空气过滤介质具有一个功能层，负责捕获不需要的颗粒物 (PM)。该介质可以通过静电吸引力将 PM 捕获为带电合成纤维，这些合成纤维可以是熔喷微纤维或拉挤玻璃微纤维，也可以使用电纺纳米纤维层以机械方式捕获它们。虽然静电介质过去曾用于制造空气过滤器，但纳米纤维介质是此类过滤器的下一代技术。事实上，纳米纤维过滤器比传统的熔喷和二氧化硅玻璃纤维具有许多优势。

电纺纳米纤维过滤介质相对于传统介质的优势：

1）先进的纤维过滤

纳米纤维的纤维直径比传统过滤器更小。这使得纳米纤维能够物理地阻止气流中的 PM，而无需静电吸引。由于纤维较小，纳米纤维网往往具有非常高的过滤效率。

2) 更低的压降（表面/深度负荷）

纳米纤维过滤器通常在支撑基材顶部具有薄纳米纤维层。这样，所有灰尘和污染物都会随着时间的推移积聚在表面上。这被称为表面负载，污染层可以轻松清洁。这对于传统过滤器而言并非如此，随着时间的推移，颗粒会深入渗透到过滤介质中，造成堵塞。因此，这类过滤器的压力会下降更多。这被称为深度负载。

3）节能

前项优势的后续结果是，由于压降低且随着时间的推移堵塞很少，纳米纤维过滤器将需要更少的能量来让空气通过它们。因此对于 HVAC 系统建筑来说，纳米纤维过滤器是节能的。

4）过滤器寿命更长

表面负载意味着过滤器只需要从表面清洁。这在 HVAC 中很容易通过反向脉冲实现，而深度负载过滤器需要在一段时间后丢弃。这是因为没有有效的方法去除渗入过滤器的颗粒。因此，纳米纤维过滤器的过滤寿命更长。

5）成本效益

直接结果是节能和过滤器寿命更长。纳米纤维过滤器具有成本效益，因为它们使用寿命更长，并且不需要更高功率的通风系统来循环空气。

6) 定制（修改）

电纺纳米纤维可以定制以具有其他特性。它们可以进行后处理或以不同的方式进行电纺。适应性特性，例如修改电纺过滤膜以比传统碳过滤器更快地去除 VOC（Scholten，E.，Bromberg. L）。纳米纤维膜可以用 Ag 颗粒进行后处理以增加抗菌和杀病毒特性，从而捕获病毒和细菌然后杀死它们（Ramakrishna）。

7）环保

可生物降解的电纺聚合物可用作过滤器，对环境友好。标准玻璃纤维并不环保，因为使用后，它们既难以回收（机械回收），也难以处理（热焚化）。这两种方法成本高昂，需要大量能源。

什么是纳米纤维？

与传统的静电过滤器不同，纳米纤维以机械方式捕获颗粒。它们体积小、重量轻，但过滤效率高，同时保持低压降。有趣的是，它们用途广泛，可以进行后处理以获得额外的特性，例如潜在的抗菌层和其他多功能。由纳米纤维制成的过滤介质可为工业、医疗和消费等多种应用以及国防应用所需的过滤过程提供新的过滤性能水平。

纳米纤维的优势

• 空气或液体的高容量过滤效率
• 该通道不是用纸制成的，因此当有湿气时，通道不会吸收积聚物
• 高扭曲执行
• 低重量下降，入门，不知疲倦和活力成本
• 能够控制无纺布纹理中的孔隙度
• 阻挡沙子和盐

为什么纳米纤维过滤器值得拥有？

• 更高的初始和持续效率
• 过滤介质的压降较低可节省能源
• 过滤器寿命更长
• 脉冲喷射清洁除尘系统所需的压缩空气消耗更少
• 过滤器配置灵活，有助于解决问题

市场上许多主要公司已经开始探索基于纳米纤维的空气过滤器（HEPA、ULPA、HVAC、汽车过滤器……），例如唐纳森、曼胡默尔等大公司。