传统的静电纺二维纳米纤维膜具有较小的孔径,纤维间紧密堆砌,在应用于空气过滤中时表现出较大的空气阻力,且单一纤维膜机械性能较差,这些问题都在一定程度上限制了其应用。本文主要针对以上问题展开研究,通过纺丝装置的调控以制备出具有屈曲孔道和高孔隙率的三维蓬松纳米纤维。首先对接收基材导电性及结构进行改变,研究发现,单纯改变接收基材的导电性对其蓬松度没有明显作用,而使用带有孔眼的聚酯化纤纱网(6个网眼/cm)和芳纶纬平针针织物(横密×纵密为23×30)沉积纤维时,纤维有蓬松感,并且与以铝箔沉积相比,过滤阻力有一定程度的降低且过滤效率未有明显下降,尤其是针织物接收时,所制备的纤维材料的过滤阻力比铝箔接收时降低了77.5Pa。在此基础上,进一步改变收集器的运动状态,使用表面光滑且弹性优良的弹簧收集纤维并使其处于不断运动的状态,纤维材料的过滤阻力明显降低,仅为25.5±0.1Pa,但过滤效率较低。在弹簧线圈间加入导电纱线对其结构进行优化并使装置自动化,分析了弹簧运动参数与纤维材料过滤性能的关系,优化后所获得的纤维材料的过滤效率明显提高,滤阻增幅较小。为使纤维材料的过滤效率满足应用要求,对其进行梯度设计,在其表面使用8wt%的聚丙烯腈(polyacrylonitrile,简称PAN)纺丝液电纺一层较细的纳米纤维,并与纺粘和水刺非织造布以“三明治”结构结合以提供一定的机械性能和舒适性,提高滤材的容尘量,所获得的复合滤料具有良好的过滤性能,过滤效率为99.88±0.79%,过滤阻力为85.0±0.2Pa,满足国家标准(GB2626-2006),有潜力应用于空气过滤领域。