大气污染物复杂多样，包括细颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物、二氧化硫以及微生物等，主要来自工业生产、燃煤发电、交通运输以及其他的人类活动。因此，发展高效的空气净化技术具有十分重要的意义。

南京工业大学邢卫红/仲兆祥教授团队近日在《Advanced Fiber Materials（先进纤维材料）》上发表了题为“Multifunctional Nanofibrous Membranes for Integrated Air Purification”的综述文章，介绍了多功能纳米纤维膜在大气多污染物协同治理方面的发展及其应用优势。文章还总结了近年来多功能纳米纤维膜在细颗粒物、氮氧化物、二氧化硫以及生物气溶胶等空气污染物协同去除方面的研究进展，展望了多功能纳米纤维膜在大气多污染物协同治理领域发展的机遇和挑战。

完整的空气净化过程需要对空气污染物进行综合去除。当前的空气综合净化技术是通过整合多个针对特定污染物去除的操作单元来实现的。例如，工业烟气处理系统集成了脱硝、除尘、脱硫等过程；室内空气净化器系统包括初效过滤器、活性炭吸附、高效过滤器以及紫外杀菌系统等单元；而现有的呼吸防护口罩只具备颗粒物滤除功能，对气态污染物无法去除。这种单元集成净化空气的方式存在空气净化系统能耗高、阻力大、运行复杂、维护成本高等问题。

纳米纤维膜具有超细的纤维直径、广泛互连的孔道结构以及高的孔隙率，而且在空气净化过程中具备低的气体阻力和高的过滤效率，因而受到广泛关注。用于空气多污染物协同净化的多功能纳米纤维膜具有广阔的发展前景。空气多污染物协同净化的需求较多，且分布于不同的领域，包括工业烟气除尘、室内空气净化、交通工具内部的空气清洁、以及多功能的个人防护口罩等。

常见的功能材料如吸附剂、催化剂以及抗菌剂等大都无法直接制备成机械强度高的膜材料，因此将功能材料负载在纳米纤维膜上是实现纳米纤维膜多功能化的主要策略。纳米纤维膜可由静电纺丝、机械拉伸、以及气喷纺丝等技术制备，从微观结构上具备实现多功能性的潜力和优势。传统的微米级纤维滤料的孔较大，许多颗粒物会进入到滤料的内部，形成不可逆污染；而纳米纤维膜可实现对颗粒物的表面过滤，通过反吹即可将滤饼脱除，这样可以确保负载于纳米纤维膜内部的功能材料（如催化剂、吸附剂、抗菌剂等）免受颗粒物的污染和毒化。

功能材料在纳米纤维上的负载方式主要包括纤维表面负载和纤维内部填充，二者各有优缺点。纤维表面负载可保证空气污染物与功能材料充分接触，从而更好的发挥其吸附、催化及抗菌功能，缺点是会严重影响纳米纤维膜的气体渗透性，导致膜阻力急剧上升；纤维内部填充虽然可以保证气体渗透性不发生太大变化，但是纤维内部的功能材料无法发挥作用。另一种较为新颖的方式是将功能材料负载在多孔纤维的内部，在保证气体渗透性的前提下，气态污染物可以通过多孔结构进入到纤维内部，与功能材料发生作用。

功能材料的负载方法包括直接负载和后负载。直接负载有一步法纺丝和同轴纺丝等方法；后负载是指先制备好纳米纤维膜，随后再往纳米纤维上负载功能材料。后负载的技术方法有溶液浸渍法、对扩散法、自组装法、原子层沉积法、水热法以及溶胶-凝胶法等。此外，文章系统总结了面向不同污染物去除的功能材料种类和去除机理，综述了近五年来多功能纳米纤维膜在空气多污染物协同净化方面的应用研究进展。

多功能纳米纤维膜在空气多污染物协同净化方面的研究还处于起步阶段，目前仍有许多科学和技术问题尚待解决。其中包括功能材料与纳米纤维之间的结合强度问题、多功能纳米纤维膜的宏量制备问题，以及多污染物的协同净化机理问题等。此外，还有大量的空气协同净化应用需求窗口亟待开发，这些课题有待进一步研究，希望更多的研究团队合作助力科研突破。