近年来,PM2.5因其对人类健康和大气环境质量的巨大影响而受到广泛关注。室外的PM2.5可以通过门、窗、建筑的渗透和机械通风系统进入室内。因此研究城市人居环境PM2.5时空变化特征,探索主动措施降低空气中的颗粒物浓度,从而实现个体的防护是十分有必要的。本研究首先于2018年冬季和2019年夏季,利用位于上海市内环的某高层建筑楼（约90 m）8层、16层、24层西北面阳台和楼顶平台对PM2.5质量浓度、温度和相对湿度进行了观测,并利用屋顶气象站平台同步观测数据。揭示了上海市近地层PM2.5时空变化特征,分析了气象因子对其的影响。结果表明高污染天气时有发生,这对室内外人群都产生了健康威胁,因此探索新型有效的防护材料十分有必要。最后,本研究利用静电纺丝技术基于原位聚合法制备Si O2驻极体/聚酰亚胺纳米纤维膜,通过在聚酰亚胺纳米纤维表面正硅酸四乙酯的水解使纤维表面形成极细的Si O2凸点,从而设计出对颗粒物过滤去除具有高效低阻效果的防护材料。主要结论如下:1)冬季PM2.5质量浓度高于夏季。其中冬季超国家二级标准的天数为10天,超标率为12.8%,夏季全部达标。两季PM2.5质量浓度在正北、东北和东偏东北风向下较低;在西北和西偏西北风向下较高。PM2.5质量浓度与风速表现负相关性且夏季PM2.5浓度随风速增大的降幅是冬季的2.5倍。冬季PM2.5质量浓度随温度升高先升高再降低;夏季PM2.5质量浓度随温度升高逐渐降低。冬季PM2.5质量浓度随着相对湿度的增加而降低,夏季则表现为先升高再保持相对稳定。冬季小雨对PM2.5质量浓度的去除效果优于夏季。两季中,中雨和大雨对PM2.5质量浓度的去除效果相当。PM2.5质量浓度与大气压呈正相关,且夏季PM2.5质量浓度受大气压影响变化幅度高于冬季。典型污染过程的发生主要受风向和混合层高度的作用。2)冬季和夏季各层PM2.5质量浓度从高到低排序表现为:8层＞24层＞16层。6、7、8月和12月各层PM2.5质量浓度在晚上高于白天,1月和2月PM2.5质量浓度白天高于晚上。三层间的VDPM2.5随着PM2.5质量浓度范围的增大而增大。冬季不同风向下VDPM2.5差异显著:西偏西南和南偏西南风向下VDPM2.5较大,北和东北风向下VDPM2.5较小。夏季VDPM2.5受风向影响不大。冬季VDPM2.5在不同风速下保持在相对恒定的水平。夏季VDPM2.5随着风速的增大而减小。逆温不利于PM2.5垂直扩散。相对湿度增大对冬季VDPM2.5起到消减的作用,而夏季这种影响不明显。降雨有利于消减PM2.5垂直变化:当降雨发生时,各层之间冬夏两季PM2.5垂直递减率均趋于零。3)利用静电纺丝方法基于原位聚合法制备了形貌规整、直径可控且Si O2分布均匀的Si O2/PI纳米纤维膜。当Si O2含量为8%时,纤维出现明显交联现象。当Si O2含量为3%时,对直径为0.3和2.5 um的颗粒物的过滤效率分别为97.69%和99.61%,对应的过滤压力为59.87 Pa。