研究者基于目前的研究现状，从材料、性能和应用等方面总结了PM过滤技术的最新研究进展。首先，介绍了PM过滤的一些基本概念，如PM的定义，三种不同分类和两种主要来源、经典过滤机理以及PM过滤的三个关键性能评价参数（过滤效率，压降和品质因数）。其次，分别介绍了不同的先进过滤材料，包括合成和天然聚合物、MOFs、碳基材料和包括金属纳米线在内的其它材料。然后，介绍了三种有趣的附加功能：热稳定性、抗菌性和特殊浸润性，以满足实际应用中的多功能需求，在此对抗菌性和特殊浸润性作了重点讨论。最后，根据末端治理和源头控制的策略，详细论述了PM过滤的潜在应用。末端治理包括口罩，智能透明纱窗和室内空气净化装置。源头控制即节能减排，一方面要优化工业技术，提高资源质量和清洁度；另一方面是安装除尘设施，包括袋式过滤器、静电除尘器、汽油机颗粒捕集器（GPF）等，以减少PM大量产生源头的排放。

图1. PM过滤的研究进展。

通过对当前PM过滤领域相关研究工作的总结和分析，提出了仍然存在的挑战和未来展望：

尽管在PM过滤方面已经取得了很大进展，但仍有许多挑战需要克服。第一，通常用于制备纳米纤维滤膜的经典溶液静电纺丝技术不环保，在电纺过程中会挥发大量有毒有机溶剂，这可能对人体健康和自然环境构成潜在威胁。高压电源的使用将导致大量的能源消耗，且静电纺丝速度较慢，难以实现大规模快速生产。第二，随着一次性口罩成为我们生活的一部分，大量废弃一次性口罩的处理将成为沉重的环境负担。第三，现有的呼吸面罩仍然存在舒适性不足的问题，例如透气性差、热舒适性差、潮湿感和长时间佩戴产生的压痕。第四，在新冠肺炎大流行的背景下，虽然本文介绍了许多关于抗菌、抗病毒及其过滤的相关报道，但这些技术还不够成熟，在实际应用中仍然存在许多困难。

因此，在现有发展的基础上，分析其优缺点，今后的研究应集中在以下几个方面。

第一，水溶性静电纺丝和无溶剂的熔体静电纺丝将在纳米纤维滤膜的绿色无毒生产中大放异彩，因为它们摒弃了传统的挥发性有机溶剂。多针和无针静电纺丝将加速大规模快速生产电纺纳米纤维滤膜。

第二，未来将更加重视生物降解材料和过滤装置的可重复使用性。探索基于家庭的空气过滤器再生标准化消毒方法和策略可能是减少一次性空气过滤装置浪费的好方法。

第三，不仅需要考虑呼吸面罩的过滤效率，还需要考虑压降和透气性。特殊浸润性、高的水蒸气透过率和良好的散热对于个人防护口罩的使用舒适性也是至关重要的。

第四，由于SARS、MERS和COVID-19等高度传染性疾病的流行，能够过滤细菌和病毒并具有抗菌和抗病毒特性的个人防护设备可能成为一个非常重要的研究方向。特别是，为新冠肺炎病毒的模拟过滤测试建立一种更有效、更安全的标准化方法，对于我们未来遇到流行病时进一步研究先进的过滤材料极为有益。

最后，能够同时去除多种空气污染物的多功能集成过滤装置可能会引起人们的兴趣，例如脱硝、脱硫、去除挥发性有机物（VOCs）。

本综述以“Advances in particulate matter filtration: Materials, performance, and application”为题发表在Green Energy & Environment期刊，通讯作者为福州大学赖跃坤教授、黄剑莹教授和蔡伟龙研究员。