空气中的悬浮油颗粒物是危害身体健康的重要污染物,主要来源于烹饪以及工艺过程。过滤技术作为一种原理简单、操作方便、能耗小等优点被广泛应用于油颗粒物处理领域。然而,目前针对油颗粒物的过滤技术研究集中于传统材料。传统材料在油颗粒物过滤方面存在压降增加率高、过滤效率低等缺点。本文从纳米纤维材料和表面亲油性材料考虑,突破基于高精度的传统滤网的复合滤网合成思路,以大孔泡沫金属为框架,设计合成CNTs复合滤网,测试分析了复合滤网的特性和结构,对复合滤网的过滤性能进行系统的分析和研究。借助有限元软件,模拟液态颗粒在滤网上润湿行为。在CNTs复合滤网负载光催化剂,试图进一步降低滤网的能耗。首先介绍了改性泡沫镍、碳纳米管复合滤网以及在复合滤网上负载光催化的制备。通过电镜扫描分析,得到碳纳米管复合滤网的生长机制。CNTs复合滤网的碳纳米管含量约为15.51%,具有较好的热稳定性。相比于原始泡沫金属基底,CNTs复合滤网的比表面积增大,孔径分布范围从几百微米下降至1μm以下。且复合滤网具有优秀的亲油性和疏水性。在负载光催化剂后,复合滤网的比表面进一步增加,亲油性也有所提高。对复合滤网的过滤特征与性能进行实验研究。结果表明,与传统玻纤滤网相比,复合滤网具有更低的压降增加率,在动态过滤过程中,压降没有呈现指数变化,而是呈现缓慢线性增加。饱和态和初始态的较低的压降增加率是复合滤网的重要优势。复合滤网的过滤精度达到HEPA等级。对比有无表面层时滤网的过滤性能,发现复合滤网中碳纳米管表面层有助于改善滤网过滤性能。另外,过滤速度能改善过滤压降和效率。颗粒物浓度对过滤性能影响不大,浓度越高滤网达到饱和态时间越快。采用Surface Evolver有限元软件,模拟了液态颗粒在单纤维上、多纤维间的附着形貌和润湿行为。纤维表面性能和液滴的体积对液滴的附着形貌和润湿都有着较大的影响。通过对交叉纤维的润湿行为模拟,揭示了液桥迁移形成液膜的机制。另外,模拟结果表明纤维临界当量间距是液桥断裂的关键因素,而液桥的断裂可以降低成膜几率,减少滤网的压降。在实验研究的基础上,建立动态过滤模型,证实了复合滤网过滤过程中没有生成液膜、液桥的这一推测正确。模拟结果表明,滤网在过滤过程中会随着气流中颗粒的浓度、粒径分布的不同做出排液调整,不会影响饱和态时滤网的压降。在相同填充密度的条件下,滤网的纤维越分散,其对液态颗粒的过滤性能越好。对CNTs复合滤网负载光催化剂,得到TiO₂/CNTs复合滤网,发现负载光催化剂对复合滤网的过滤性能无负面影响,且复合滤网的过滤效率超过传统的高效玻纤滤网HEPA-H13。研究发现,不同过滤阶段的滤网由于装载颗粒物的浓度不同,其降解速率存在差异,且降解曲线呈现的反应级数也不同。反应温度则明显改善降解速率和降解量。光照强度对油酸的降解速率和降解量起到促进作用。最后,利用平行反应反应动力学模型,预测油酸反应过程中产物CO₂和难分解中间产物的生成。