DOI: 10.1016/j.jcis.2021.08.164

赋予纳米纤维膜特殊的润湿性一直是提高油包水乳液分离性能的主要策略。在这项工作中，通过连续静电纺丝PVDF和CA膜，然后进行碱处理，合理设计并开发了一种脱乙酰醋酸纤维素/聚偏氟乙烯（dCA/PVDF）Janus纳米纤维膜，其在空气、水或柴油环境中具有不对称润湿性。在柴油包水乳液分离过程中，柴油下超亲水dCA层能够捕获乳化水并增强Janus膜的破乳能力，而柴油下超疏水PVDF层作为防水层进一步提高了分离性能。因此，Janus膜不仅对水/柴油混合物（分离效率99.98%）而且对含有1vol%水的表面活性剂稳定柴油包水乳液（分离效率97.74%）具有显着的分离性能。此外，Janus膜在重复使用50次或在腐蚀性溶液中浸泡24小时后仍能保持96%以上的高分离效率。Janus dCA/PVDF纳米纤维膜具有较高的效率、可重复使用性和耐酸/碱性，是一种很有前途的表面活性剂稳定柴油包水乳液分离膜。

图1.（a）Janus dCA/PVDF膜的制备过程示意图。各种纳米纤维膜的SEM图像：（b）PVDF-15%，（c）PVDF-20%，（d）PVDF-25%，（e）dCA（插图：CA膜）和（f）dCA/PVDF-15%横截面。（g）碱处理2小时前后Janus膜的FTIR光谱。

图2.（a）dCA膜和（b）PVDF膜的润湿性。（c）不同体积和施加压力下水滴的柴油下扩散时间。在水中去除分散在干燥dCA膜上的柴油：（d）在静态水中，和（e）在吸入压力下。分散在干PVDF膜上的柴油在静水中（f）或在吸入压力下（g）均不能去除。

图3.PVDF、CA/PVDF和dCA/PVDF膜的分离效率，使用dCA/PVDF-15%膜分离（a-c）水/柴油混合物，（d-f）柴油包水乳液前后的光学显微镜图像和液滴尺寸分布。

图4.（a）dCA/PVDF-15%膜在不同循环下对表面活性剂稳定柴油包水乳液的分离效率。（b）dCA/PVDF-15%膜在不同pH溶液中浸泡后的FTIR光谱和（c）分离效率。

图5.dCA/PVDF膜对油包水乳液的分离机理。