DOI:10.1002/admi.202001050

利用超分子交联聚合物分离有害物质是当前研究的重中之重。就目前所知，基于静电纺丝纳米纤维的超分子交联体系还鲜有报道。然而，电纺纳米纤维由于其形态可调，可以掺杂不同功能的纳米粒子，因此有望成为界面交联基质的候选材料。在这项研究中，β-环糊精和酰氯化合物在不同形态聚丙烯腈电纺纳米纤维基质上进行界面聚合。电纺纳米纤维基质的直径和取向会影响染料的过滤效率，而由定向纳米纤维组成的多孔膜则具有最高的过滤效率。可以从阳离子和阴离子染料的混合物中选择性地过滤阳离子染料，并且多孔超分子交联聚合物也适用于各种阳离子染料的混合物。当纳米纤维基质中存在TiO2时，对用过的多孔复合膜进行紫外辐射可有效地原位降解吸收的染料，从而使膜具备自清洁和可重复使用性。

图1.a）PAN（顶视图）和b）PAN/TiO2（顶视图）膜，以及通过在PAN和PAN/TiO2膜上界面交联β-环糊精和对苯二甲酰氯制备的c，d）pTC-β-CD/PAN和e，f）pTC-β-CD/PAN/TiO2复合膜的SEM图像。图（a）和（b）中的插图显示了PAN和PAN/TiO2膜中纳米纤维的平均直径，图（d）和（f）中的插图显示了pTC-β-CD/PAN和pTC-β-CD/PAN/TiO2膜的厚度。由Nano Measurer软件计算得出。

图2.膜的表征：a）TGA曲线，b）FT-IR光谱，和c-f）XPS C1s光谱。

图3.a）G4和b）乙基紫染料溶液通过四种膜过滤前后的紫外-可见吸收光谱。c）以G4为模型染料，通过紫外线照射使pTC-β-CD/PAN/TiO2膜再生四次。插图：照射前后pTC-β-CD/PAN/TiO2膜的照片。d）通过pTC-β-CD/PAN膜过滤前后，乙基紫和对苯二酚O溶液的紫外可见吸收光谱。插图：过滤前后溶液的照片。实验中的染料浓度为1×10-5 mol L-1。（单独乙基紫的光谱显示在（b）中，而对苯二酚O的光显示在支持信息的图S7c中）。

图4.在通过四种膜过滤前后，各种浓度的乙基紫溶液的紫外可见吸收光谱：a）10-5 mol L-1乙基紫，b）10-4 mol L-1乙基紫（测定紫外吸收光谱之前稀释10倍），和c）5×10-4 mol L-1乙基紫（稀释50倍）。在通过pTC-β-CD/PAN和pTC-β-CD/PAN/TiO2膜过滤前后，含有八种不同浓度阳离子染料混合物的溶液的紫外可见吸收光谱：d）10-5 mol L-1混合染料，e）10-4 mol L-1混合染料（稀释2倍），f）10-3 mol L-1混合染料（稀释20倍）。八种染料分别是G4，硫黄素T，罗丹明B，乙基紫，结晶紫，盐酸副玫瑰苯胺，鲜绿，孔雀石绿。

图5.a）PAN浓度为8％、12％和15％时制备的PAN膜的SEM图像（名称“12％定向PAN”表示含有浓度为12％的定向PAN纤维的膜），以及b）通过在图（a）所示的三种膜上进行β-环糊精和对苯二甲酰氯的界面交联得到的复合膜的顶视图和c）侧视图。

图6.通过pTC-β-CD/8％PAN、pTC-β-CD/12％PAN、pTC-β-CD/12％定向PAN和pTC-β-CD/15％PAN膜过滤前后乙基紫溶液的紫外-可见吸收光谱：a）10-5 mol L-1乙基紫，b）10-4 mol L-1乙基紫（在测定紫外吸收光谱之前稀释10倍），和c）5×10-4 mol L-1乙基紫（稀释50倍）。d）通过pTC-β-CD/8％PAN、pTC-β-CD/12％PAN、pTC-β-CD/12％定向PAN和pTC-β-CD/15％PAN膜过滤前后，10-3 mol L-1八种阳离子染料（稀释20倍）溶液的紫外可见吸收光谱。八种阳离子混合染料分别是G4、硫黄素T、罗丹明B、乙基紫、结晶紫、盐酸副玫瑰苯胺、亮绿和孔雀石绿。

图7.β-环糊精与a）1,3,5-苯并三酰氯、b）4,4′-联苯二乙酰氯和c）萘-2,6-二甲酸二氯苯在12％聚苯胺电纺膜上界面交联制备复合膜的扫描电镜图像。通过β-环糊精与a）1,3,5-苯并三酰氯，b）4,4′-联苯二乙酰氯和c）萘-2,6-二甲酸二氯苯在12％聚苯胺电纺膜上界面交联制备的复合膜过滤前后，5×10-4 mol L-1乙基紫溶液（测量紫外吸收光谱之前稀释50倍）的紫外-可见吸收光谱。