针对新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的传播方式，世界卫生组织和我国国家卫健委在综合评估了新近的一系列研究和证据后，明确了新型冠状病毒存在空气（气溶胶）传播这一重要新途径。最新的研究更是指出，气溶胶化的新型冠状病毒在空气中存活长达3小时之久^[1-2]。因此，新型冠状病毒的空气传播途径对空气净化技术提出了更进一步的要求，即在满足颗粒物及气态污染物的去除要求之外，还应实现高效的灭活细菌及病毒性能。
过滤、辐射等物理抗菌灭毒技术能在一定程度降低病毒传播风险，但存在杀灭不彻底或臭氧等二次污染物生成的问题；无机酸碱、重金属等化学杀毒灭菌技术虽然初次效果较好，但存在持久性差、腐蚀性强和对人体毒性较高等问题。此外，上述技术也难以兼顾颗粒物与气态污染物的净化。相比之下，纳米催化氧化技术可通过环境友好型催化剂解离空气中的氧气产生活性氧物种（·OH、·O₂^-、H₂O₂等）起到抗菌灭毒与空气净化作用。一方面，纳米催化氧化技术能直接破坏病毒的蛋白质衣壳甚至核苷酸（RNA/DNA）结构阻断其基因表达，以及破坏细胞的细胞壁和细胞膜使其失活，从而达到高效抗菌杀毒目的，具有作用快而强、广谱抗菌灭毒（对细菌、霉菌、病毒和芽孢均有效）等特点；另一方面，纳米催化氧化技术也能在常温下将甲醛、一氧化碳等气态污染物完全降解。进一步地，将纳米催化材料负载到滤材上，可将过滤截留的生物气溶胶灭活。因此，纳米催化氧化技术是目前净化空气和抗菌灭毒的理想手段。
本研究利用惰性气氛高温热处理Fe-MOF得到T-MIL-101(Fe)常温催化材料，暴露更多不饱和Fe配位点，在常温下吸附活化O₂产生更多氧自由基，氧化损伤细菌细胞膜，胞内蛋白质和DNA，促使细菌死亡，对大肠杆菌灭活率分别为100.0%（图1）。本研究利用球磨法可控制备了缺陷型-MoO3纳米颗粒，α-MoO₃层间的范德华力和钼层边缘吸附细菌，原位自发产生·O₂^-氧化断裂细菌磷脂膜上P=O，P-O-C键，破坏细菌膜的完整性，干扰细菌的正常代谢，无光条件下抗菌效率可达99.15%。此外，本研究还应用壳聚糖的成膜延展性结合TiO₂纳米溶胶工艺，可控制备出TiO₂/壳聚糖复合纳米薄膜材料，其对H3N2流感病毒和大肠杆菌的灭活率分别为100.0%和99.6%，并且该薄膜材料具有制备工艺易于量产、使用过程对人体无健康风险的优点。将所研发的纳米催化杀毒灭菌材料与高效滤材相结合，可应用于防护用品（如口罩、防护服等）、空气净化系统（空调、空气净化器等），有望为封闭/半封闭空间空气净化及控制细菌和病毒的气溶胶传播途径提供强有力的技术支撑。
 

COVID-19,气溶胶传播,空气净化,纳米催化