在空气过滤领域，静电过滤器因其低阻力、可清洗性和可重复使用性而备受关注。然而，传统ESP在捕集亚微米颗粒物（PM）时效率较低，且集尘极在颗粒物积聚后容易出现电击穿和颗粒排斥现象，导致捕集效率下降并存在安全隐患。此外，清洗后的ESP捕集效率往往难以完全恢复，且短间距集尘极清洗后干燥时间长，限制了其在室内空气净化中的长期应用。
为解决这些问题，天津“室内空气环境质量控制”重点实验室的BERL课题组开发了一种基于超疏水表面设计的静电过滤器。该研究发表在中科院一区Top期刊《Building Simulation》上，提出了一种新型ESP技术，通过在集尘极表面涂覆超疏水涂层，显著提高了对颗粒物的捕集效率，并实现了高效的清洁和重复使用性能。
研究人员采用喷涂方法将疏水性H-SiO₂填料与PVDF均匀混合，制备出超疏水涂层。实验结果显示，当H-SiO₂与PVDF的比例为1:1时，涂层的接触角（WCA）达到152.4°，滚动角（WSA）仅为5.6°，表现出优异的超疏水性能。此外，该涂层在酸碱溶液、高温热水和低温冷水浸泡后仍能保持良好的超疏水性，显示出优异的化学稳定性、耐磨性和抗冲击性。
在颗粒物捕集效率测试中，采用PVDF/H-SiO₂(1.0)涂层的集尘极对0.3–3.0 μm颗粒物的捕集效率随电压增加而显著提高。当电压从1 kV升高至6 kV时，0.3–0.5 μm、0.5–1.0 μm和1.0–3.0 μm颗粒的捕集效率分别由42.6%、45.2%和54.8%提升至92.5%、95.8%和96.4%。这表明超疏水涂层的集尘极在高电压下对亚微米颗粒物具有高效的捕集能力。
在清洁性和重复使用性测试中，研究人员发现，涂覆PVDF/H-SiO₂(1.0)涂层的集尘极在颗粒物沉积后，其捕集效率可通过清洗恢复至初始效率的99.7%。相比之下，PVDF涂层或无涂层的集尘极在清洗后仍残留颗粒物，无法完全恢复捕集效率。水滴能够卷起并清除涂覆超疏水涂层的集尘极表面的颗粒物，这表明超疏水涂层在实际应用中具有显著的清洁优势。
这项研究开发的基于超疏水表面设计的静电过滤器，不仅对0.3–0.5 μm颗粒物的捕集效率高达92.5%，而且清洗后可恢复至初始效率的99.7%，展现出良好的可再生性能。这种新型ESP技术为提高室内空气质量和降低维护成本提供了一种有效的解决方案，具有广阔的应用前景。
