DOI: 10.1021/acsami.0c10290

包含重金属离子的含油废水是一种常见的水污染源。本研究采用溶剂热反应和静电纺丝法，设计并制备了一种改性MOF负载聚丙烯腈膜，可同时分离水包油乳液和吸附重金属离子。该膜在空气中显示出超亲水性和超亲油性，而在水下具有超疏油性，能够有效分离各种水包油型乳液。MOF-808具有较强的吸附能力，能在短时间内吸附不同浓度的重金属离子。分离效率高达99.97％，对重金属离子的最高去除率达到97.7％。此外，该膜还具有出色的可回收性和耐腐蚀性。总体而言，该膜在废水处理方面非常高效，在实际应用中具有很大的潜力。

图1.（a-c）MOF-808-EDTA在不同放大倍数下的SEM图像。（d）原始PAN膜的SEM图像。（e，f）PME膜在不同放大倍数下的SEM图像。

图2.（a）PME膜和（b）MOF-808-EDTA的XPS全扫描光谱，以及（c）C 1s、（d）O 1s、（e）N 1s和（f）Zr 3d核心能级谱。

图3.（a）MOF-808和MOF-808-EDTA的XRD光谱。（b）MOF-808和MOF-808-EDTA的FT-IR光谱。

图4.（a）PAN膜和PME膜的氮气吸附-解吸等温线以及（b）相应的孔径分布。

图5.（a）水滴在PME-20膜表面渗透的照片。（b）甲苯下的水接触角。（c）氯仿液滴在膜表面渗透的照片。（d）水下的氯仿接触角。

图6.（a）乳液分离过程的照片。乳液在过滤前后的光学显微镜图像：（b）水中的己烷，（c）水中的汽油，和（d）水中的大豆油。

图7.（a）各种乳液的分离效率。（b）水包甲苯乳液的循环测试。

图8.吸附Cu2+离子后PME-60膜的元素映射图。

图9.各种重金属离子膜吸附的循环测试。

图10.极低浓度的Cd（II）离子的吸附效率循环测试。

图11.（a）PME膜吸附过程中Cu2+的吸附等温线。（b）PME膜上Cu2+的吸附动力学。（c）采用Langmuir吸附模型对Cu2+吸附数据进行拟合。（d）采用Freundlich吸附模型对Cu2+吸附数据进行拟合。（e）采用拟一阶动力学模型对Cu2+吸附数据进行拟合。（f）采用拟二阶动力学模型对Cu2+吸附数据进行拟合。