1 引言
    近年来，雾霾天气在我国长期大范围蔓延，空气中大量 PM2.5（环境空气中空气动力学当量直径小于或等于 2.5微米的颗粒物）污染物由于不易阻挡而被吸入人体，并可直接进入支气管，对人体健康产生了极大的威胁，因此 PM2.5污染作为一个重要的社会问题而越来越引起人们的广泛重视。2 012年，国务院在新修订的《环境空气质量标准》中首次将 PM2.5写入“国标”，最终纳入各省市强制监测范畴。
    随着 PM2.5带来的空气质量不断恶化，针对 PM2.5防控治理方面的专利申请量也日益增多，本文按照防控治理的不同阶段将涉及 PM2.5的专利申请分为源头控制，中段清理和终端防护三个方面来进行介绍。

2 PM2.5防控相关专利技术

2.1源头控制
    煤炭燃烧、工业生产和机动车尾气排放是 PM2.5主要来源，从源头控制 PM2.5产生是降低其污染的最有效的方式。

2.1.1工业烟气
    人们已经认识到煤炭燃烧和工业生产中排放烟气含大量 SO 2、NOX和重金属等有害物质对环境带来严重污染，进而开发或改进了一系列脱硫、脱氮、除汞工艺，而近年来，随着人们逐渐认识到烟气中 PM2.5的危害，越来越多的专利申请涉及煤炭燃烧和工业烟气的除尘领域，研究人员在传统方式的喷淋除尘、电除尘、过滤袋除尘工艺上进行改进和创新，体现在以下方面：
    1）通过除尘装置的合理布局来提高除尘效率：如设置多个串联的洗涤室、电/袋复合除尘时将电晕线与滤袋均匀间隔分布等；
    2）使用不同手段将 PM2.5团聚/凝结使其更容易被捕获，所采取的方式有：通过 U型毛细冷凝管将燃烧烟气中的水蒸气冷凝来促使 PM2.5吸附在冷凝液滴上；设置依次连接的两级脱除塔水蒸气的过饱和度逐步脱除气体中PM2.5；通过依次设置的阴阳极供电系统和交变供电系统使粒子先带正电荷或负电荷，之后利用正负离子的相互吸附使粒子粒径变粗；设置倾斜放置隔板，蒸汽相变凝结后的颗粒在隔板间发生相互撞击，使其进一步团聚；利用超声或电气石装置产生的负氧离子与 PM2.5结合；喷入有黏附能力的团聚剂溶液；通过发生器产生卡门涡街促使颗粒发生碰撞而团聚；此外，还有一种方式是在燃煤中加入一定量的金属基脱除剂，这样一来燃烧后烟气中的 PM2.5吸附在其表面，所使用的金属基脱除剂有Ni、Sn、
Mn、Zn、Ba、Fe和 Mg基脱除剂；
    3）工业生产要求滤材具备耐高温、耐腐蚀的特点，孔径依次减小的双层陶瓷过滤元件、玄武岩纤维制成的网状过滤装置能很好应对该问题；采用 PTFE与 PPS纤维混纺来克服 PPS作为过滤材料不耐腐蚀、易被氧化的缺点。如今工业领域的节能减排工作正在进行之中，相应地，大量的专利申请也涉及这一领域。

2.1.2机车尾气
    随着机动车数量的快速增长，机动车尾气也成为了空气 PM2.5的主要来源之一而被人们所关注。目前，针对减少汽车尾气 PM2.5排放方面的相关专利申请（巴西专利申请）主要涉及如下四个方面：
    1）内燃机设计，提供制氧装置、滤氧装置以提高发动机中进入的气体的氧含量从而提高燃烧效率，降低 PM2.5排放；还有通过使燃油分子得到充分磁化、催化以改变其分子结构，提高燃烧效率以减少颗粒排放的设计；ZL20121002 7424.8中提供了一种在发动机进气系统中加装高压电场除尘的装置设计，在对发动机中进入的空气进行净化除尘以减少排放的基础之上，还使机动车成为了马路上行驶的 PM2.5过滤清除装置；
    2）尾气净化装置方面，主要分为以下三种途径：吸附途径，如利用水分或者化学反应液吸附，尾气通过水箱或者装有化学反应液的容器过滤以使颗粒物被水充分浸泡或经反应除去，或者对尾气喷淋溶解；利用电吸附的设计，如通过产生静电场吸附尾气PM2.5；还出现了比较巧妙地在排气口加一块棉布的设计，同时吸收尾气水分并利用水分吸附 PM2.5的方法，以及将尾气污染物粘在清洗滚筒的毛毡套上，在清洗滚筒转动时不断对其进行清洗；凝结途径，如产生气体负离子和等离子体，使其与污染物分子互相吸附或发生反应凝结从而形成较大颗粒，或者在尾气中喷入高岭土吸附剂将 PM2.5转化为较大颗粒，利于清除，也有通过雾化促进尾气中 PM2.5与尾气中其它杂质相互吸附形成大颗粒的方法；二次燃烧途径，如利用尾气余热或者设置火花塞产生电火花对 PM2.5进一步燃烧，或者通过捕捉反吹循环技术将 PM2.5等颗粒返回燃烧；
    3）燃料添加剂方面，通过添加一些能够产生含氧、含氮自由基的添加物促进燃油充分燃烧以减少 PM2.5生成，还有一些不含有苯、硫、胶质等杂质的燃油配方可减少排放；
4）提供润滑剂方面，通过制备高效的机油滤清器吸附运转产生的有害组分以降低发动机 PM2.5排放，或提供可在发动机缸体内和活塞环上快速形成超硬耐磨层的配方机油，以清除黑色油泥从而保持发动机有效功率，降低 PM2.5排放。

2.2中段清理
    人们在城市中工作、生活离不开室内和街道，室内和街道的空气质量很大程度上影响人们的健康。

2.2.1室内
    室内等封闭或半封闭环境是人们一天之内所处时间最长的场所，该场所中的 PM2.5的防控工作对于人体健康至关重要，也出现了很多相关领域的专利申请（俄罗斯专利）。相关的专利申请主要涉及领域有空气净化、新风系统、空调、降尘装置等，还有针对整个楼宇、建筑物保护防尘装置以及便携式个人使用的直通口鼻的新风净化系统；在技术原理方面，目前的专利申请主要通过以下几种途径达到效果：
    1）采用不同孔径或吸附性能、材质的过滤器、过滤膜、过滤网等对颗粒进行过滤、吸附，其中包括使用如硅藻泥净化膜、光催化竹炭芯、HEPA过滤材料等；
    2）利用高压静电、负氧离子吸附或凝结清除，静电多采用静电过滤网、过滤片或静电格栅装置，其中 ZL201210123807中出现了一种通过制造温度梯度，利用气流中微细颗粒物向温度较低一方移动聚集的热泳效应，使 PM2.5颗粒在负离子发生器作用下带电加速