DOI: 10.1021/acsami.0c00065

尺寸选择膜在水净化等领域有着广泛的应用。尽管已经开发了许多用于制备纳米多孔膜的方法，但每种方法都有其局限性。例如，含有均匀纳米通道的薄膜可由嵌段共聚物前驱体制备而成。然而，嵌段共聚物价格昂贵。聚合物溶液的静电纺丝可以产生折叠成垫状的长纳米纤维，这些纤维的直径可以从纳米调整到微米。在这些纤维之间的空隙中注入另一种聚合物，然后去除纳米纤维模板，应会产生一种反向多孔膜，其孔结构与原始纳米纤维膜互补。本文报道了这些膜的制备方法。研究者发现，注入第二种聚合物之前，在压力下对纳米纤维膜进行热退火，并用等离子体蚀刻最终膜的表面，以暴露封装的纳米通道，从而增加了穿过此类膜的通量。进一步研究发现，在熔融纳米纤维和纳米管交界处形成的孔的大小决定了最终膜的尺寸选择性。随着热退火温度的升高，纤维的熔融程度提高，从而使接头处的孔径增大。所开发的方法是通用的，这对于使用由模板纳米纤维直径及其融合程度决定孔径的不同材料来制备纳米多孔膜应该是大有裨益的。

图1.所用分离装置的照片。

图2.（a，d，g）在（d和f）135℃和（g和h）145℃经退火处理2小时之前和之后，纳米纤维垫（a和c）的自上而下的扫描电镜图像和（c、f和i）横截面光学显微镜图像。图b、e和h显示了三个样品的纤维直径分布。

图3.PMMA/HPVAC复合膜（a）顶面和（b）底面的SEM图像。

图4.去除PMMA后，HPVAC膜的（a）顶面和（b）底面的SEM图像。图（c）和（d）分别显示了顶部和底部附近的膜的横截面SEM图像。

图5.经等离子体处理6.0分钟后，HPVAC膜的（a）上表面和（b）下表面的SEM图像。图（c）和（d）分别显示了上表面和下表面附近膜的横截面SEM图像。

图6.源自Mat-145模板并分别经等离子体处理0、2.0、4.0、6.0和6.0分钟的膜的渗透池进料侧乙醇柱高度h的降低。

图7.随着时间的推移，跨过Mat-135和Mat-145模板膜的进料池侧渗透液体的高度降低。所用的渗透液是（<, 5）95％乙醇和（=,6）PS颗粒在乙醇中的分散体。

图8.（a）用Mat-145模板膜分离之前和（b）之后的PS颗粒样品的SEM图像。框架（c）显示了用膜进行颗粒分离之前和之后的粒径分布。