近年来,人们在经济上取得了快速的发展,但由于人们对生态环境保护意识非常薄弱,过度地开发自然资源和排放大量的污染物造成了生态环境的失衡,生态环境的恢复能力低于自身的净化能力,引发了一系列的空气污染问题。空气污染物的主要成分是粒径较小的颗粒,常以气溶胶的形式悬浮在大气中,由于其表面能大,容易携带病毒随着人的呼吸进入支气管和肺部,对人们健康造成严重的威胁。长期生活在这种空气污染的环境,容易引发呼吸系统、心脏病、中风、癌症等疾病,甚至死亡。尤其是在传染病毒流行时期,严重的空气污染环境会加快病毒的传播速度。佩戴由纤维组成的口罩是保护人们免受空气污染伤害的一种有效手段。静电纺丝技术制备的纤维比传统纤维的直径要小得多,形成的纤维膜具有孔隙率高和孔连通性好的优异特性。可通过电压、距离等纺丝工艺参数、纺丝溶液的性能和纺丝环境参数等调控,制备不同性能和结构的纤维膜,能有效地将颗粒从空气中分离出来,因此,静电纺纤维膜在空气过滤领域中有着广阔的应用价值。醋酸纤维素（CA）是纤维素经乙酰化处理得到的一种纤维素衍生物,能在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、甲酸、乙酸等多种有机溶剂中溶解,无毒无害,具有生物降解和生物相容性等优良的特性。利用静电纺丝技术制备的CA纤维膜,既可以保留CA自身的优点,又可以拥有静电纺纤维膜的特性。然而,CA在单一溶剂中的可纺性极差,不适合单独纺丝。另外,静电纺纤维膜普遍存在着压降过高的问题,使其在实际应用中受到了限制。本文针对CA可纺性差和静电纺纤维膜压降过大的问题,选择与聚环氧乙烷（PEO）混合纺丝,以改善CA的可纺性,并设计制备了一系列结构可调控的CA复合纤维膜,将其应用到空气过滤领域。本文的研究工作主要包括以下五方面:（1）在CA溶液中添加PEO,制备了 CA/PEO纤维膜,分析了溶液的可纺性和纤维的成形机理。研究发现,PEO的加入改善了 CA在DMF中的可纺性。随着PEO质量分数的增加,CA产物从压瘪的圆形珠粒逐渐转变为纺锤形串珠纤维,再到光滑纤维。当PEO的质量分数为1.6 wt%,可以获得光滑纤维。通过溶解度参数理论对CA/PEO的DMF/二氯甲烷（DCM）溶剂体系进行研究,确定合适溶剂体系为配比1/1的DMF/DCM溶剂。研究了溶液质量分数和纤维表观形态的关系。研究发现,纤维直径与溶液质量分数呈线性关系;溶液质量分数低于缠结浓度（Ce）时,只能形成圆形珠粒,质量分数超过Ce,形成了串珠纤维,并逐渐过渡到光滑纤维;当溶液质量分数达到6.0 wt%,即Ce的2.85倍时,得到了光滑纤维膜。（2）在CA/PEO溶液中加入芦丁,通过改变纺丝环境中相对湿度,制备了具有串珠结构的功能性CA/PEO纤维膜,考察了芦丁含量对其表观形貌、抗氧化和抑菌性能的影响,研究了芦丁含量和相对湿度对其过滤性能的影响。研究发现随着芦丁含量的增加,纤维膜的抗氧化和抑菌性能逐渐增强;纤维直径的变小,提高了纤维膜的过滤性能;随着相对湿度的增加,纤维的直径逐渐增加,且在低的相对湿度下,易出现串珠的纤维;串珠结构可以增加了纤维膜的空间距离,抑制了压降快速增长,改善了纤维膜的过滤性能。利用溶液粘度的差异,调节溶液的纺丝顺序,制备了复合结构纤维膜,研究了它们的过滤性能。结果表明,这种复合结构纤维膜,过滤路径呈波纹状,提高了过滤效率,比单一结构纤维膜具有更好的过滤性能。（3）通过硫酸亚铁调控了 CA/PEO/芦丁纤维膜的串珠结构,并在纤维膜内部插入非织造布构建了多层结构CA/PEO/芦丁纤维膜。研究了硫酸亚铁对串珠结构和纤维膜过滤性能的影响。研究发现,少量的硫酸亚铁促进了更多串珠的形成,随着硫酸亚铁质量分数的增加,串珠数量逐渐减少,纤维的直径先下降后增加;串珠结构可以调控的纤维膜堆积密度,降低压降,小直径可以增加过滤效率,在串珠和小直径的共同作用下提高了纤维膜的过滤性能。研究了膜面密度对纤维膜过滤性能的影响。研究发现膜面密度的增加提高了纤维膜的堆积密度,导致压降的增长速度高于过滤效率,降低了过滤性能。基于此,在过滤效率较高的纤维膜上插入了非织造布调整纤维膜的内部结构,构建出不同分割层的多层结构纤维膜,并研究了分割层对过滤性能的影响。结果表明,在纤维膜内部插入非织造布,不仅能提高纤维膜的过滤效率,还能降低压降,改善了纤维膜的过滤性能;当硫酸亚铁质量分数为0.050 wt%,相对湿度为30%时,分割层为4的多层结构纤维膜具有最佳的过滤性能。（4）在CA/PEO/聚酰胺6（PA）溶液加入二氧化硅（SiO2）/二氧化钛（TiO）,制备了具有光催化活性的多尺度直径结构CA/PEO/PA纤维过滤膜。研究了CA/PEO/PA质量分数对纤维膜表观形貌和过滤性能的影响。研究发现,在不同的CA/PEO/PA质量分数下可以构建由粗纤维和少量细纤维（小于100 nm）组成的多尺度直径纤维膜,并伴有一些突起结点;细纤维可以使纤维膜保持较高的过滤效率,粗纤维可以大幅度地降低纤维膜的压降,提高了过滤性能。随着CA/PEO/PA质量分数的增加,纤维的平均直径逐渐增加;当CA/PEO/PA质量分数为9 wt%,纤维膜具有最佳的过滤性能。基于此,在溶液中加入不同配比的SiO2/TiO2,考察了 SiO2/TiO2配比对纤维膜的表观形态、光催化性能以及过滤性能的影响。实验发现SiO2/TiO2配比的变化影响了纤维的直径;当SiO2/TiO2配比为5/5,纤维膜具有较好的空气过滤性能和光催化性能。（5）研究了由粗细纤维构成的多尺度结构CA/PEO/PA纤维膜的成形机理。考察了甲酸/乙酸溶剂和CA/PEO/PA聚合物的比例对纤维膜表观形态影响。研究发现PA和乙酸含量的增加有助于多尺度结构的形成,形成了更小的表层孔径,当甲酸/乙酸比例为5/5和CA/PEO/PA 比例为5/1/5时,形成了由较多细纤维构成的多尺度结构纤维膜。研究了多尺度结构对过滤性能的影响。结果表明多尺度结构纤维膜存在着较多直径小于100nm的纤维,有利于在超薄的厚度下达到很好的过滤效率,压降较小,提高了过滤性能。面密度仅为0.855 g/m2的纤维膜表现出最佳的空气过滤性能,表现为深层过滤,抑制了压降的过快增长,改善了过滤性能,为高效低阻纤维膜的研发提供了新的思路。