近年来,随着工业的快速发展,空气中可吸入颗粒物（PM）的污染问题日益严重。由于尺寸在2.5μm以下的PM颗粒物（PM2.5）具有较长的停留时间和较大的表面积等特性,极易经由呼吸系统进入人体,进而导致心血管和呼吸系统疾病。此外,有研究表明在2019年冠状病毒病（COVID-19）世界范围大流行中,空气颗粒物或灰尘可以作为病毒载体使病毒在人群中传播,对人类健康和社会构成威胁。因此,当人们进行户外活动时,则需要空气过滤器来保护人们免受空气污染和病毒感染。传统微米尺寸的纤维空气过滤器,可以有效过滤PM粗颗粒物（2.5μm-10μm）,但由于纤维无序堆积使纤维膜拥有较大的孔径,使其对细颗粒物（≤2.5μm）的过滤效率较低。研究人员通常采用增加膜厚度的方式以改善过滤器的过滤效率,但这种厚度的堆积会降低纤维膜的孔隙率,使过滤器的空气阻力急剧增加。近年来,采用静电纺丝技术制备的纳米纤维,因具有直径细、孔径小和孔隙率高等优点,可以有效提升纤维对PM颗粒物的过滤效率,从而受到了广大研究人员的关注。然而,亚微米尺寸的纳米纤维对300 nm颗粒物（PM0.3）的过滤效率较低,而且较差的机械强度进一步限制了其在实际生活中的应用。因此,本文采用静电纺丝技术制备了以纳米纤维为基底的新型复合纤维膜,使其具有更高的PM0.3过滤效率、较低的空气阻力以及优异的机械性能等特性。本文主要研究内容如下:（1）以高偶极矩聚丙烯腈（PAN）为原料,利用静电纺丝技术制备纯PAN纳米纤维膜,随后通过原位聚合聚苯胺（PANI）得到PAN/PANI复合纳米纤维膜。通过优化纤维结构以及调控纤维表面极性官能团以增强纤维和PM之间的相互作用。研究结果表明PANI的加入可以有效提升复合纤维对PM0.3的过滤效率;其中PAN/PANI-1.0纤维膜对PM0.3具有最佳的过滤效率（99.66%）以及较低的空气阻力（96 Pa）。在5.5 cm s-1的风速下,其品质因子(0.0592 Pa-1)约为纯PAN纳米纤维膜(0.025 Pa-1)的2倍。而且,PAN/PANI-1.0纤维膜具有优异的拉伸强度（8.98 MPa）,远高于纯PAN纤维膜的拉伸强度（3.9 MPa）。此外,PANI作为一种优异的光热转换材料,在可见光范围内具有良好的光吸收效应,使PAN/PANI纤维膜在氙灯照射下可以快速升温至150℃,进而可以高效灭除表面附着的病菌。（2）为了进一步优化过滤器的压降,实验通过静电纺丝、热处理和化学原位聚合的方法制备了更薄的碳基Ti O2/PANI复合纳米纤维膜。根据半导体的能带弯曲理论,结合紫外光电子能谱（UPS）测试,得出在C/Ti O2/PANI复合膜中半导体Ti O2和碳纤维异质结以及半导体PANI和碳纤维异质结在肖特基势垒的作用下形成内建电场,而n型半导体Ti O2和p型半导体PANI之间通过扩散作用在交界处形成空间电荷区。利用多个静电场来增强纤维对PM的静电吸引,从而提高C/Ti O2/PANI复合膜对PM0.3的过滤效率。结果表明该复合膜对PM0.3的过滤效率可达到99.07%,品质因子为0.1264 Pa-1（约为PAN/PANI复合膜的2.5倍）;当气流流速为5.5 cm s-1时,压降仅为37 Pa。同时,纳米Ti O2的加入使C纤维膜的柔性增加,使C/Ti O2/PANI纤维膜符合实际应用的要求。此外,Ti O2作为光催化材料可以使被吸附的PM颗粒原位光降解,从而实现C/Ti O2/PANI纤维膜的自清洁循环利用。