DOI:10.1016/j.memsci.2020.118379

表面活性剂稳定的水包油型乳液引起的膜污染是含油污水处理的巨大挑战。在这项工作中，研究者制备了具有超润湿表面的磺基甜菜碱两性离子纳米凝胶改性聚丙烯腈（ZPAN）纳米纤维膜。将两性离子纳米凝胶接枝到电纺PAN纳米纤维的表面上，以构建可以提高膜的表面粗糙度和防污性能的分层结构。ZPAN膜在广泛的盐浓度和pH值范围内具有超亲水性和水下超疏油性。ZPAN膜完全由重力驱动（施加压力=1 kPa），可以成功地分离油/水乳液。收集的滤液中的油含量低于20 ppm，分离效率达99.6％以上，同时渗透通量高达32800 L m-2 h-1 bar-1。此外，ZPAN膜显示出较强的机械性能和稳定的可重复使用性，这表明ZPAN膜在水包油型乳液的高效低压驱动分离方面拥有巨大的潜力。

图1.两性离子纳米凝胶分散体的合成过程示意图和电纺PAN纳米纤维膜的改性过程。

图2.两性离子纳米凝胶的（a）TEM和（b）SEM图像，插入的图片为两性离子纳米凝胶分散体；（c）原始PAN膜的SEM和（d）AFM图像；（e）ZPAN膜的SEM和（f）AFM图像；（c）和（e）中插入的图片是它们相应的膜。

图3.（a）原始PAN膜和ZPAN膜的ATR-FTIR光谱和（b）XPS宽光谱；（c）和（d）分别是它们对应的C 1s光谱。

图4.ZPAN膜的（a）水润湿性、（b）水下疏油性、（c）和（d）水下抗油粘合性能的动态照片。在不同的NaCl盐浓度（e）和pH值（f）下，ZPAN膜的水接触角（WCA）和水下油接触角（OCA）。

图5.（a）水包油型乳液的油尺寸分布和光学显微镜图像（插图）；（b）过滤设备、（c）水包油乳液和（d）相应滤液的照片；（f）滤液的光学显微镜图像。

图6.不同水包油乳液滤液中的油含量（a）和水通量值（c）；（b）相应的分离效率；（d）CTAB稳定的正己烷水乳液在10个循环中分离效率和水通量的变化。