易丝帮讯 近日，上海师范大学徐合等人通过静电纺丝技术和PDA表面修饰技术制备具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料，具有工艺简单，条件易于控制等优点。以相互交错排列的疏水性纺丝纳米纤维为骨架，形成有序排列的微纳米级图案化结构；该图案化结构改善纤维材料开放的三维贯通的多孔结构，提高纤维材料的油水分离通量；结合多巴胺及光催化剂，增加处理的含油废水种类，并在分离过程中抗油污染。制备方法为：将形成纺丝纤维的材料溶于有机溶剂，静电纺丝后，浸入多巴胺溶液避光修饰，再浸入光催化剂悬浮水溶液负载光催化剂。该材料亲水性和亲油性良好，根据油水混合物种类选择性过油或过水，且保持高效的分离效率和分离通量，并可光催化降解有机物，抗油污染，可重复循环使用。

　　随着海上石油和石油化工行业的迅猛发展，溢油、漏油和含油废水排放不断增多，对人类和自然环境造成了严重危害。这些含油废水的种类和性质比较复杂，处理起来也极为困难、效率低且成本高。传统的膜分离技术包括过滤、超滤和纳滤，但这些技术存在低渗透通量和高驱动压力等缺点，分离过程的分离效率受到膜的抗污染性、热稳定性、化学稳定性等内在因素及膜组件形式、操作条件等外在因素的限制。因此，提高膜分离效率、材料的重复使用能力是当前研究的热点。通过静电纺丝技术和PDA表面修饰技术制备具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料，具有工艺简单，条件易于控制等优点。该材料结合图案化与PDA表面修饰改性，实现对不同状态的油水混合物选择性过水或过油的分离功能，并保持高效的油水分离效率与分离通量；再结合有机物降解催化剂(尤其是可见光下的降解催化剂，如BiVO4)，避免油等有机物的滞留污染，进一步提高油水分离效率与分离通量，并实现重复循环使用功能。

图1 BiVO4/PDA@pattern PVB纤维膜进行油水分离的过程图，a1(分离前)、a2(分离前和分离后)和a3(分离后)为水包油状态的油水混合物的分离状态图，b1(分离前)、b2(分离前和分离后)和b3(分离后)为油包水状态的油水混合物的分离状态图。

图2 no pattern PVB纤维膜、pattern PVB纤维膜、PDA@pattern PVB纤维膜、BiVO4/PDA@pattern PVB纤维膜对于水包油(9：1，V水/V油)状态和油包水(100：1，V油/V水)状态的油水混合物的油水分离效率和油水分离通量结果图。

图3 BiVO4/PDA@pattern PVB纤维膜分别循环处理水包油状态和油包水状态的油水混合物的油水分离效率和油水分离通量结果图。

图4 no pattern PVB纤维膜、pattern PVB纤维膜、PDA@pattern PVB纤维膜、BiVO4/PDA@pattern PVB纤维膜可见光催化降解有机污染物罗丹明B的效率图。

　　该发明的有益效果在于：

　　(1)该发明制备的具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料可高效分离油包水状态和水包油状态的油水混合物，且分离通量高，分离效率优异，可用于制备分离材料；当具有图案化结构的亲水亲油的多孔纳米纤维材料表面负载光催化剂时，进一步提高用于油包水状态和水包油状态的油水混合物的分离通量和分离效率，且负载的光催化剂可有效光催化降解有机物，可用于制备光催化降解材料，在分离过程中实现抗油污染，使材料可重复循环使用。
     (2) 该发明制备方法，具有简单易控、成本低，适于工业化生产等优点。

　　附：专利信息

　　专利名 一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用
       申请公布号 CN 109432825 A
       申请公布日 2019.03.08
       申请号 201811239704 .9
       申请日 2018 .10 .23
       申请人 上海师范大学
       发明人 徐合　柯勤飞　应婷　江依静