空气是人类和生物赖以生存的基础性物质,人类每天接触和吸入的空气中含有大量生物性物质,一定程度上危害着人类的健康。微波辐射技术是一种发展迅速的灭菌技术,对生物气溶胶有较好的处理效果。本文构建了微波辐射装置,系统研究了微波辐射技术对不同生物气溶胶的灭活特性,并创新性地制备了3种吸波材料,分析了其化学组成、表面形态、吸波性能和吸波机理,在此基础上,评价了不同材料吸收微波对不同生物气溶胶的灭活特性。通过微波直接辐射(无吸波材料)对不同生物气溶胶的处理,发现各种微生物气溶胶的灭活效果随着微波辐射的功率和时间的增加而增大,对大肠杆菌和杂色曲霉菌气溶胶有较高的灭活效果,在700 W功率的微波下直接辐射20 s时灭活率最高分别可达4.15-lg和2.94-lg;对气载内毒素(细胞代谢有毒物质)有一定的去除效果,最大去除率可达15.2%;对枯草芽孢杆菌及其孢子气溶胶的灭活效果较弱,最大灭活率分别为1.51-lg和0.71-lg。基于Beer-Lambert定律,建立了生物气溶胶微波灭活理论动力学模型,与实验数据有较好的吻合性。制备了四氧化三铁陶粒、碳化硅泡沫陶瓷和四氧化三铁/碳化硅泡沫陶瓷3种吸波填料,通过对其微波电磁参数的检测发现在电磁场中四氧化三铁陶粒主要以介电损耗和磁损耗的方式吸收微波,大厚度低频率下,反射损耗值较低,当厚度为5 mm时,在5.5 GHz达到最小值-13.55 dB;碳化硅泡沫陶瓷主要以介电损耗方式吸收微波,不存在磁损耗,中厚度高频率下,反射损耗值较低;负载四氧化三铁后得到的四氧化三铁/碳化硅泡沫陶瓷在低频率微波下的介电损耗有所增强,在低频率产生磁损耗,但高频率下磁损耗现象不明显,大厚度低频率下,反射损耗值较低,当厚度为4.5 mm时,在7.6 GHz达到最小值-5.56 dB。通过对3种吸波材料吸收微波灭活不同生物气溶胶效果的比较,发现3种材料对生物气溶胶的灭活率均大于直接微波辐射,并满足:四氧化三铁/碳化硅泡沫陶瓷>四氧化三铁陶粒>碳化硅泡沫陶瓷;对气载内毒素的去除效果有较大提升,去除率均可达35%以上;从能量角度来看,3种材料灭活生物气溶胶的EE/O(灭活一个数量级生物气溶胶所需能量)较不用吸波材料的对照实验均有一定程度的下降,四氧化三铁/碳化硅泡沫陶瓷填料降低的幅度最大,可将能耗降低31.6%-45.1%。