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在工业化和城市化的双重作用下,越来越多的环境污染现象出现,影响人类健康与生存。近年来,能源消耗迅速的增加直接促使固体燃料燃烧过程中各种污染物的排放增加。粉尘微细颗粒是废气排放中的关键污染物成分之一,为了解决由细颗粒物引起的污染问题,袋式除尘技术已被工业界广泛采用,应用于高温高浓度烟气处理领域。除粉尘颗粒外,烟气中另一个重要污染物是有害氮氧化物（NOx）成分,可能会导致多种呼吸系统疾病,例如肺炎和支气管炎。目前,实现燃料废气中NOx去除的最有效方法是氨气选择性催化还原（NH3-SCR）技术,因其低成本、高效率和易于推广的特点,在近些年已成为广泛研究的热点。本课题旨在开发一种新型的过滤材料,以取代高成本的烟气净化技术,同时去除烟尘和氮氧化物（NOx）,实现除尘与脱硝的一体化。选择聚苯硫醚（PPS）针刺滤料为载体,负载Mn和Ce氧化物作为NH3-SCR反应的催化剂。课题组前期实验初步探讨了原位沉积法负载催化剂的工艺流程,重点研究了NH3-SCR催化原理和机制,以及实验室自制脱硝平台的搭建和使用过程。本论文在前期实验的基础上,将传统浸渍法负载催化剂的工艺流程细分为两个步骤——催化剂负载和热处理工艺。采用单因素实验,重新系统优化了其工艺参数,得出结论:Ce的摩尔浓度0.07mol/L,Mn/Ce摩尔比6/1,浸渍时间60min,热处理温度200℃,热处理时间60min。为达到更好的负载效率和负载牢度,选用两种不同的预处理方法——海藻酸钠（SA）沉积和等离子体预处理对PPS针刺滤料进行前期功能整理。得出海藻酸钠沉积的最优参数:SA质量分数为0.8%,浸渍时间为60min;等离子体处理负载催化剂的最优参数:电压280V,占空比60%,喷嘴移动速度8m/min,频率19KHz。对不同负载方式处理过的PPS针刺滤料进行基本性能评价,结果证明:未经预处理的样品PPS NPFF/Mn/Ce-C负载率为8.96%,经两种方法预处理后的样品负载率大幅提升,其中经等离子体处理的PPS NPFF/Mn/Ce-P的负载率最高,达到了23.03%;三种样品负载牢度均在99.7%以上;等离子体处理后的样品PPS NPFF/Mn/Ce-P的Mn和Ce含量最高,分别为20.2%和7.9%,且负载在纤维表面,表现出较好的均匀度和分散性;催化剂负载可以显著缩小孔径分布范围,明显降低平均孔径值;三种负载催化剂的PPS针刺滤料仍具有良好的机械性能和透气性能,可以满足除尘和脱硝应用的要求。对不同方式负载催化剂的PPS针刺滤料进行过滤和脱硝性能评价,结果证明:经过负载催化剂的滤料具有比原样品PPS NPFF更优异的过滤效率,由高到低排列为:PPS NPFF/Mn/Ce-P>PPS NPFF/Mn/Ce-D>PPS NPFF/Mn/Ce-C>PPS NPFF。负载催化剂后的三种样品在粒径2.5μm时过滤效率均大于80%,在粒径大于4μm时过滤效率均接近100%;三种滤料均具有良好的脱硝性能,脱硝率由高到低为:PPSNPFF/Mn/Ce-P>PPS NPFF/Mn/Ce-D>PPS NPFF/Mn/Ce-C,其中,PPS NPFF/Mn/Ce-P脱硝率最高达到了92.99%。通过改变温度与氨氮比,得出脱硝实验最优参数:温度为200℃、NH3/NO流量比为1。上述研究表明,我们制备的负载锰/铈氧化物的PPS针刺滤料具有结构稳定、操作方便、过滤效率高、脱硝性能好等优点,在燃气净化领域有很大的应用潜力。另外,为实现滤效增强,我们制备了一种新型复合针刺滤料。选取芳砜纶（PSA）为原料,分别改变溶剂体系和PSA质量分数,制备静电纺丝膜并对其进行性能表征,结果证明:用二氯甲烷（DCM）和N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）的混合溶剂体系制备的静电纺膜性能更优良,其纤维和纤网形态均匀、机械性能良好,最高滤效在粒径0.225μm时就已高达97.3%。将上述静电纺膜与PPS针刺滤料复合,制备PSA/PPS复合针刺滤料,对其基本性能进行测试和评价,结果表明:PSA/PPS复合针刺滤料具有耐高温性、良好的机械性能和优异的过滤性能,在粒径小于0.5μm时,复合滤料的过滤效率约为PPS针刺滤料原样的4-5倍,实现了增强滤效的目的。上述研究表明,我们制备的复合滤料具有超高过滤效率,大大提高了单独PPS针刺滤料的过滤性能,延长了材料的使用寿命。