DOI:10.1016/j.jiec.2020.02.016

在本研究中，通过聚酰胺选择层的界面聚合，合成了基于浸渍膨润土纳米粘土PVDF电纺纳米纤维的高亲水性薄膜纳米复合(TFN)膜，用于正向渗透(FO)应用。结果表明，膨润土纳米粘土可以调节PVDF纳米纤维支撑的TFN膜的性能，包括亲水性、β相含量（极性相）和机械性能等关键参数。PVDF/膨润土纳米粘土复合材料对FO性能有显著改善。X射线光电子能谱（XPS）和能量色散X射线（EDX）分析证实了膨润土纳米粘土与电纺纳米纤维的成功结合。由于静电纺丝和膨润土纳米粘土的协同作用，使薄膜的β相含量（亲水性）增加，所制备的TFN膜比原始PVDF电纺纳米纤维TFN膜具有更高的亲水性、机械强度和透水性。纳米粘土含量最高（2.0 wt%）的TFN膜在1 M NaCl溶液中的水通量为40.64 L/m2 h，而反向溶质通量（RSF）没有显著增加。

图1.以电纺纳米纤维为载体的薄膜纳米复合FO膜的制备示意图。

图2.用不同PVDF掺杂溶液电纺PVDF纳米纤维的FE-SEM表面形貌：（a）PVDF 16wt%，（b）PVDF 18wt%，（c）PVDF 20wt%。

图3.原始和纳米复合电纺纳米纤维载体的FE-SEM表面形貌和相应的纤维直径分布；（a）PVDF18_0，（b）PVDF18_0.25，（c）PVDF18_0.5，（d）PVDF18_1.0，（e）PVDF18_2.0。

图4.以原始PVDF和纳米复合纤维为载体的FO膜的机械性能（a）拉伸强度，（b）杨氏模量。

图5.所有电纺纳米纤维支架的表面粗糙度。

图6.（a）PVDF18_0和PVDF18_2.0的ATR-FTIR光谱，（b）所有制备的纳米纤维基底的β相含量和结晶度。

图7.原始（PVDF18_0）和不同含量膨润土纳米粘土（PVDF18_x）的所有纳米复合电纺纳米纤维载体的水接触角。

图8.原始膜（PVDF18_0）与改性膜（PVDF18_x）的FO性能比较。