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随着我国工业化进程的不断加快,空气污染问题正越来越受到国人的关注,冶金、钢铁、发电等行业所产生高温烟尘(600～1000℃)大量随意排放,造成了PM2.5(空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物)空气污染,会诱发哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病,严重危害了国民的身心健康和生态环境,因此,对高温烟尘进行有效的过滤势在必行,具有重大的意义。传统的有机高分子过滤材料大多只能针对300℃左右的中低温过滤,使用前需先对高温烟尘进行降温处理,造成了一定的能源浪费。现如今逐渐发展起来的耐高温无机陶瓷纤维过滤材料可以解决这一问题,但它们的直径一般较粗,无法实现对直径小于2.5μm烟尘颗粒的有效拦截。无机氧化物纳米纤维因其优异的耐高温性能,纳米数量级的纤维直径,可实现对纳米尺寸颗粒的有效过滤,在高温过滤领域具有巨大的应用潜力。静电纺丝作为一种可以直接、连续制备纳米纤维的方法,可广泛用于无机纳米纤维的制备。然而现如今静电纺无机纳米纤维的种类很多,但普遍存在的脆性大,强度差的缺陷,这极大地限制了其应用的范围。本课题采用静电纺丝技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,聚乙烯醇为聚合物模板,结合溶胶凝胶法和高温煅烧技术,制备了具有良好柔性、机械强度以及热稳定性的二氧化硅纳米纤维膜,并首次将纤维膜用于超精细颗粒过滤。通过改变前驱体纤维组成和煅烧工艺,辅助以FE-SEM、TG、KES、BET等分析测试手段,对二氧化硅纳米纤维膜的表观形貌、机械性能、孔隙结构等进行了表征和调控,将其用于过滤粒径在300～500nm的气溶胶。测试结果显示纤维膜的过滤效率可达99.99%(阻力仅为163Pa)。基于二氧化硅纤维材料表现出来的优异性能,可望实现在高温过滤领域的特效应用。此外,为了进一步提升二氧化硅纳米纤维膜(SNF)的性能,探究其在其他方面的潜在应用,本课题采用自主合成的含氟聚氨酯(FPU)对纤维膜进行了表面修饰,制备了SNF/FPU纤维膜。将二氧化硅纤维膜浸没于FPU溶液中(溶剂为DMF),10分钟后取出并烘干,使FPU均匀地涂覆在纤维膜的表面,最后对SNF/FPU纤维膜的各项性能进行了表征。分析结果表明,经表面修饰后,纤维膜的机械强度有了明显的提升。与此同时,修饰后的纤维膜还表现出了良好的防水透气性能,其水接触角可达到147°,油接触角达到125°,且具有较大纤维直径的纤维膜(SNF4)经低浓度FPU (1wt%)修饰后就能表现出良好的耐静水压(13.5kPa),透气性能(54.1mm/s)以及相对较高的机械强度(15.2MPa),显示出了良好的气液分离功能。基于FPU修饰纤维膜所表现出来的优异性能,今后有望在防护服,膜蒸馏,生物分离,水净化,组织工程等领域实现其潜在的应用。