DOI: 10.1002/app.49546

由于含油废水对环境和人类的严重危害，油水分离引起了人们的研究兴趣。电纺纤维膜具有很高的油水分离性能。以聚偏氟乙烯（PVDF）-二氧化硅共混溶液为原料，通过静电纺丝制备了具有多级粗糙度的纳米纤维膜。结果表明，当SiO2含量从0wt％增加到3wt％时，纳米纤维膜的水接触角（WCA）从138.5±1提高到150.0±1.5。纳米纤维膜在重力驱动下表现出优异的分离效率（99±0.1％），分离通量高达1857±101 L·m-2·h-1。更重要的是，所制备PVDF-SiO2纳米纤维膜具有出色的多循环性能和稳定的耐化学性，这使其在油水分离的实际应用中具有很大的优势。

图1.通过静电纺丝制备的不同浓度（a：12wt％，b：15wt％，c：18wt％）PVDF纳米纤维膜的SEM显微照片。

图2.（a-f）通过对不同SiO2浓度的PVDF-SiO2溶液进行静电纺丝制备的PVDF-SiO2膜的SEM显微照片，其中SiO2浓度分别为0、0.5、1、1.5、3和5wt％。每个SEM显微图中的插图为纤维直径分布[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图3.（a）PVDF-SiO2膜的FTIR光谱、（b）XRD图、（c）应力-应变曲线和（d）TG曲线[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.（a，b）浸入以亚甲蓝标记的水中和以苏丹IV标记的正己烷后的纳米纤维膜的数字图像。（c）不同PVDF-SiO2膜的WCA。（d）纳米纤维膜对不同pH值的液滴的WCA[颜色数字可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.（a）分离前后的层状油/水混合物的数字图像（水和油分别用甲基蓝和苏丹IV染色）。（b）不同膜的分离性能[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.（a-c）从水表面吸附的润滑油（用苏丹IV染色）和（d-f）从乙醇中回收的PVDF-SiO2纳米纤维膜的照片[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.（a）每个油/水分离循环后PVDF-SiO2纳米纤维膜的分离性能和（b）WCA[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.（a）使用PVDF-SiO2膜分离各种油的分离通量和（b）分离效率[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]