在石油开采和勘探期间会产生大量的油田采出水（OPW），占收集产量的80％-95％。具有成本效益的油田采出水净化技术（OPW）正成为未来石油勘探和生产行业的全球挑战。膜分离的节能工艺具有潜在的前景，然而，油滴的严重结垢问题需要具有高渗透性和排斥效率的坚固且抗污垢的膜。
近日，研究者提出了一种适用于OPW处理的光催化纳米纤维涂覆无机中空纤维膜。通过在氧化铝（Al2O3）中空纤维膜上涂覆掺有光催化石墨碳氮化物（GCN）的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维来构建膜。虽然由光滑的亲水性纳米纤维制成的高度多孔涂层促进了水的渗透，但涂层有效地捕获了油滴，从而导致油污染物更好的排斥效率。其稀疏的网状结构可防止油污染物在膜表面形成致密的污垢膜，即使在过滤180分钟后也能保持高渗透通量。最佳渗透通量为640 L m-2 h-1，甩油率为99％，OPW在2 bar时180 min交叉流过滤，最高纯水通量为816 L m-2 h -1。 GCN的光催化活性使得涂层在紫外线照射下降解捕获的油污染物，研究表明在三个180分钟过滤循环后，渗透通量为577L·m-2·h-1，脱油率为97％。膜的优异抗污性和清洁性能对于长期重复过滤操作非常有利。
图1 构建GCN纳米纤维涂覆Al2O3膜的静电纺丝装置示意图。
图2 横流膜过滤装置示意图。
