随着世界工业化的快速发展,空气污染问题不容小觑。汽车尾气、垃圾焚烧、工业废气中的微细颗粒物（PM）和有害气体（如HCHO）排放到空气中,经过光合作用极易产生新的污染物,严重威胁个体生命健康。通过纤维类空气过滤材料去除PM和HCHO是解决上述问题最有效的途径之一。商用纤维类空气过滤材料在实际使用中依然存在一些不足之处,比如原材料难以降解,易造成二次污染;功能单一,难以同时去除PM和HCHO。角蛋白来源广泛,生物可降解,其含有的官能团具有去除HCHO的功能,但有效利用率低,大多数被丢弃造成资源浪费,而冷冻干燥技术是常用于制备多孔材料的方法。如果将富含官能团的蛋白质和冷冻干燥技术相结合,可赋予纤维类空气过滤材料移除有害气体的功能,有望制备出能同时去除PM和HCHO的多功能纤维类空气过滤材料。因此,本课题选用从废弃鸭毛中提取的角蛋白为原材料,双组分纤维制备的多孔非织造材料为基材,采用冷冻干燥技术探究再生角蛋白在空气过滤领域的应用。研究内容主要包括以下几个方面:（1）研究不同加固工艺对基材的结构与性能影响。亲水性聚丙烯/聚乙烯双组分微米纤维（BMF）通过针刺或热风加固技术制备具有三维立体结构的非织造材料作为基材。通过对基材表观形貌、力学性能、孔径等特征进行表征与分析确定最佳加固工艺。结果表明:制备非织造基材的最佳工艺是对蓬松的纤网先进行针刺加固,后进行热风加固。基材具有优异的三维立体结构,其平均孔径为33.030μm。（2）探究冷冻干燥技术制备角蛋白纳米纤维（KNF）的影响因素及机理。结果显示:冷冻温度、角蛋白溶液浓度会影响角蛋白纳米纤维的形貌、尺寸大小及分布,从而改变KNF/BMF非织造材料的表观结构、孔径等,进而影响KNF/BMF非织造材料的空气过滤性能。当冷冻温度为﹣198℃,角蛋白溶液浓度为0.6～0.8 wt%时,KNF均匀地生长并填充在基材的孔洞中。（3）KNF/BMF非织造材料的结构优化和性能分析。通过改变冷冻干燥前的冻结装置,调控KNF在基材中的生长方向,之后再进行热加固后整理,增强KNF与BMF的界面结合,探究了KNF/BMF非织造材料去除PM和HCHO的效率及作用机理。结果表明:KNF由垂直于基材表面的生长方向调控为水平方向生长后,KNF/BMF非织造材料过滤性能得到显著提高。当角蛋白溶液浓度为0.7 wt%,KNF/BMF非织造材料的品质因子（QF）最高,为0.03 Pa-1,而且去除甲醛效率为54.2%。