近年來室內空氣污染問題嚴重影響人民健康，空氣凈化器逐漸成為新的家庭必備電器。由于凈化器采用的濾料多為一次性玻纖材料，更換頻繁，維護費用高，并且阻力大，能耗高，制約健康空氣凈化技術的普及和推廣。而靜電吸附材料利用靜電吸附原理，能夠高效吸附PM2.5顆粒，吹風清洗后可以重復使用，已經在工業中廣泛應用。由于該技術必須使污染空氣與負離子預先混合充分，負離子發生器與吸附材料之間必須保持充分的緩沖距離，否則靜電吸附材料無法工作，從而使得該技術無法在小型凈化器得到很好的應用。本項目計劃以靜電吸附材料為研究對象，利用空氣動力學原理，采用計算機模擬與實驗測試相結合的方法，開發短流程負離子與空氣預混合技術。該技術主要目標是在1~5cm短流程內解決點源顆粒與面源氣體混合均勻性問題，從而有效解決靜電吸附材料對混合流程長度的依賴性。通過本項目，一方面，在實際應用中能夠將靜電材料替代傳統玻纖過濾材料，降低空氣凈化器使用成本；另一方面，該技術也能夠在工業氣體治理領域得到有效的拓展，例如短距離氣體均勻混合能夠有效減小工業氣體混合設備尺寸，從而降低設備制造成本，進一步提升本項目研發技術的市場推廣價值。

課題組經過幾年在空氣污染物研究和發展，已經具備在此方面開展研究的物質條件和軟件條件。課題組曾搭建空氣污染物過濾實驗臺，對負離子混合與靜電吸附過濾材料性能進行了詳細測試，如下圖1-6所示。同時，課題組已經擁有測試PM2.5、風速等基本儀器，如圖7-9所示，能夠對空氣中粉塵進行精確測量。在與企業合作的過程中，也培養了一批能夠進行技術研發的研究生隊伍。由此可見，以上條件對本項目的順利實施提供了良好的科研條件。

1、 項目的主要內容、創新點、技術水平

1) 主要內容

n 在現有的凈化器結構基礎上，數值模擬分析污染空氣流動形式，粉塵顆粒流動路徑等等，為負離子與空氣混合提供基礎數據。

n 在數值模擬的基礎上，設計新型流道結構，搭建實驗臺，測試分析流道對氣體流動的影響。

n 實驗以及數值分析不同流速情況下，氣體混合情況，尤其是負離子混合不均勻性以及不同風速下的測試PM2.5的局部過濾效率。

n 對現有凈化器提出改進方案，制作負離子混合樣機，試驗測試凈化效率。

n 開發新型凈化器，提高單位體積空氣凈化效率。

2) 創新點

n 目前在空氣凈化器方面關于污染氣體與負離子短流程混合研究的還未見報導，本項目涉及的工作內容及技術尚未得到深入研究和開發；

n 利用數值模擬技術對不同結構的過濾器內部氣體混合流動進行分析，獲得凈化器內部氣體過濾機理，并以此進行結構優化，在空氣凈化技術研發方法方面有創新性。

3) 技術水平

n 由于技術難度大，目前市場上仍未有負離子加靜電吸附的凈化產品，本項目是首次在實踐中將用于工業的靜電吸附材料用于民用凈化器；

n 利用靜電吸附原理提高PM2.5吸附效率的同時，阻力比傳統玻纖過濾材料的更低，噪音更小，壽命更長，項目研制的技術含量相當高；

n 本項目開發的技術也可以用于工業領域，技術應用范圍廣。