DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.126790

随着人们对含油废水排放和环境保护意识的增强，高效静电纺丝纳米纤维膜以其均匀的孔分布和可调节的润湿性而备受关注。然而，目前常用的纳米纤维膜改性方法，如表面涂覆法和接枝法，工艺复杂，接枝率低，限制了其实际应用。在此，研究者通过简便的一步静电纺丝法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和无机二氧化钛（TiO2）纳米粒子的共混纳米纤维膜。PVDF的存在提供了一定的强度和耐化学性，而PVP有利于TiO2 NPs的负载，并改善了膜的亲水性和机械强度。这三种成分的引入使得多孔纳米纤维膜具有分层的粗糙结构，在空气中呈现出亲水性，在水下呈现出疏油性。该膜对于不同的乳液显示出优异的分离效率（98.4％），良好的防污性能，在数个循环之后具有较高的通量恢复率（FRR95.68％）和较低的总污损率（15.18％）。综上，该策略是制备可重复使用功能性分离膜的一种简便且有前途的方法。

图1.通过静电纺丝制备表面粗糙纳米纤维膜的实验程序，以及所制备膜的油水分离机制。

图2.电纺丝纤维的SEM图像：PVDF（a）6％（b）9％（c）12％，9％PVDF与（d）3％（e）5％（f，i）7％PVP共混，（g-h）9％PVDF与3％PVP、0.2％TiO2共混。（j-1）不同纳米纤维膜的形态和组成。

图3.a）纳米纤维膜的FTIR光谱。（b）所制备纳米纤维膜的应力-应变曲线以及（c）伸长率和拉伸强度。（d）混合膜的XRD图谱。（e）PVDF/PVP-TiO2膜的EDX扫描图像（元素C，F，N，O和Ti）。

图4.（a-d，a1-c1）静电纺丝膜的水接触角和水下油接触角。（e）水下疏油机理示意图。

图5.（a1-c1）分离之前和（a3-c3）之后乳液的数字显微照片。（a2-c2）乳液液滴的大小和分布。

图6.a）原始PVDF纳米纤维膜的分离试验。b）分离前后乳液的TOC含量。c）混合膜的分离效率。d-e）混合膜的水通量和BSA通量。f）结垢参数。