DOI: 10.1021/acsami.0c09059

废水污染一直是全球范围内最严重的环境问题之一。此外，鉴于近年来频繁发生的漏油事件，含油废水的处理尤为重要。在这项工作中，通过一种简便的静电纺丝和原位水热合成法，开发了一种新型的沸石咪唑酸酯骨架-8@硫基化石墨烯（ZIF-8@GSH）复合材料基聚酰亚胺（PI）纳米纤维膜，用于有效净化含油废水。对于多种油/水混合物和油包水乳液，该膜表现出超疏水性/超亲油性和高分离效率（>99.9％）。此外，该膜还显示出优异的光催化染料降解、抗菌、自清洁和机械化学耐久性能，在含油废水处理和水修复方面具有广阔的应用前景。

图1.（a）PI纳米纤维膜、（b）GSH/PI纳米纤维膜和（c）ZIF-8@GSH/PI纳米纤维膜的SEM显微照片。（d）ZIF-8、GO、GSH、原始PI、GSH/PI和制备的ZIF-8@GSH/PI膜的FTIR光谱，（e）XRD图谱。（f）GO、GSH/PI和ZIF-8@GSH/PI膜的C 1s高分辨率XPS光谱。

图2.（a）照片显示了膜的稳定超疏水性。（b）原始PI膜表面上的染料水残留物，以及ZIF-8@GSH/PI膜表面上的准球形水滴。可以用一片没有任何残留染料的滤纸除去水滴。（c）将ZIF-8@GSH/PI膜浸入水中。（d）ZIF-8@GSH/PI膜的动态接触分离防水测试（上）和2秒内（下）在膜上散布的油滴。（e）滴落在所制备膜上的滴剂几乎呈球形，可以迅速移开；以及（f）染色液体的接触角和滑动角。

图3.ZIF-8@GSH/PI膜的WCA随（a）pH、（b）有机溶剂/盐溶液的变化而变化。（c）水接触角随磨损循环而变化。插图：经过10个循环的磨损测试后，图片显示在膜上的水（蓝色）和油（红色）滴。（d）膜的WCA随超声时间的变化而变化。插图：各种条件处理后的SEM图像。

图4.（a）所得膜的分离性能。（b，c）ZIF-8@GSH/PI膜对各种油/水混合物的循环分离性能。（d）对于各种油包水乳液而言，ZIF-8@GSH/PI膜的水含量和分离效率。（e）过滤前后的煤油包水乳液的光学显微镜图像。（e）中的插图是对应的照片。（f）膜对各种油包水型乳液的循环分离效率。（g）分离油/水混合物和油包水乳液的示意图。

图5.（a）不同样品在紫外光下对MB溶液的光降解性能。（b）ZIF-8@GSH/PI对MB溶液的循环光降解效率。插图：多次降解过程后，超疏水性ZIF-8@GSH/PI的SEM。（c）使用ZIF-8@GSH/PI膜光催化降解MB染料的机理示意图。

图6.（a）膜对大肠杆菌（E.coil）（左）和枯草芽孢杆菌（B.sub）（右）的抑制试验区域。M0：未修饰的PI膜，M1：GSH/PI，M2：ZIF-8/PI，和M3：ZIF-8@GSH/PI。（b）不同膜的细菌抑制区的平均直径。（c）ZIF-8@GSH/PI膜的抗菌机理示意图。