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颗粒物(PM)污染严重危害人体健康,空气过滤是有效防控PM2.5,保护人体健康的重要手段。作为空气过滤设备的核心,开发高效低阻的过滤膜对节能环保具有重要意义。与传统机械过滤膜相比,驻极体滤膜由于能对颗粒施加附加的静电吸附作用,可以提高过滤效率而不增加阻力。然而目前的研究多关注滤膜的初始过滤性能,对驻极体滤膜的静电衰减和容尘性能的认识不够深入。因此,本文采用静电纺丝法制备了具有良好电荷储存稳定性的微纳复合驻极体纤维膜,结合实验与数值模拟探究了驻极体纤维膜的容尘过滤性能,为过滤材料的优化制备和使用提供理论指导。首先,采用静电纺丝法制备了蓬松结构的微纳复合驻极体纤维膜(PS/PAN/PS)。复合膜实现了微纳米结构的复合和极性与非极性材料的结合,具有多尺度过滤特性。结合驻极体与纳米纤维的优势,复合膜具有高效低阻的初始过滤性能。在风速为5.3 cm/s时,复合膜对≥0.3μm颗粒的过滤效率≥99.5%,压降仅为37 Pa。然后,实验探究了驻极体纤维膜的容尘过滤与电荷再生性能。研究发现,PS微米纤维膜容尘量高,但静电屏蔽效应显著,过滤效率衰减大。与之相反,PAN纳米纤维膜过滤效率基本不衰减,但容易被颗粒堵塞,容尘量小。复合膜蓬松的三维孔隙结构提供了强大的颗粒容纳能力,而纳米纤维的复合减缓了过滤效率衰减。搭建了多针列的电晕充电装置对复合膜进行电荷再生,发现再生后复合膜的过滤效率仍可达99.0%以上。接着,考虑容尘中的静电屏蔽和衰减,建立驻极体纤维膜的容尘过滤模型展开模拟并通过实验验证。结果表明,驻极体纤维膜的容尘过程分为静电屏蔽、颗粒堆积和表面过滤三个阶段。静电屏蔽阶段,颗粒沉积在纤维表面,过滤效率下降。颗粒堆积阶段,过滤效率回升,压降指数增长。表面过滤阶段,颗粒在滤膜表面沉积形成颗粒层,压降近线性高速增长。参数分析表明,颗粒的均匀沉积有利于提高纤维膜的容尘过滤性能。最后,结合容尘过滤模型与遗传算法,对复合膜的结构参数进行优化。与优化前相比,在保证过滤效率的同时,复合膜使用寿命提高2.3倍,节约设备能耗34.11%。此外,发现填充率沿厚度方向以logistic模型梯度增加能使颗粒在纤维层之间沉积更加均匀。