DOI: 10.3390/nano11123434

乳化含油废水严重威胁着人类健康，传统技术无法分离出含有小尺寸油滴的乳化液。目前，油水乳液通常由特殊的润湿性膜进行分离，研究人员正致力于开发出具有优异防污性能和高渗透性的膜。在此，本文提出了一种简单、低成本的方法来分离含表面活性剂的乳液。采用静电纺丝制备聚丙烯腈（PAN）纳米纤维，然后在水溶液中通过自聚合反应将其涂覆在聚多巴胺（PDA）上。测试了所制备纳米纤维膜的形貌、结构和水包油乳液分离性能。结果表明，PDA@PAN纳米纤维膜具有超亲水性，对水中原油几乎没有粘附性，从而具备优异的油水分离能力。正己烷/水乳液的渗透率和分离效率分别高达1570 Lm-2 h-1 bar-1和96.1%。此外，经过10次分离循环后，其渗透率和分离效率值没有显著降低，这表明其具有良好的回收性能。综上，本研究开发了一种制备油水分离膜的新方法，可用于水包油乳液的高效分离。

图1.PDA@PAN静电纺丝纳米纤维膜制备工艺及水包油乳液分离性能示意图。

图2.PAN（a,b）和PDA@PAN纳米纤维膜（c,d）的SEM图像；（a,c）中的插图为纳米纤维直径分布直方图。

图3.PAN（a-c）和PDA@PAN（d-f）纳米纤维中C、N和O元素的EDX图。

图4.PAN（a）和PDA@PAN（b）纳米纤维膜的FTIR光谱。

图5.PAN和PDA@PAN纳米纤维膜的XPS全光谱（a）以及C1s（b）、N1s（c）和O1s（d）元素的去卷积XPS光谱；（a）中的插图表显示了相对原子百分比。

图6.PAN（a-c）和PDA@PAN（d-f）电纺纳米纤维膜的水扩散动态测量照片。

图7.水下测量PDA@PAN纳米纤维膜液滴阻力（a-d）和耐油性（e-h）的动态照片。

图8.不同水包油乳液的光学显微镜图像和数码照片：分离前后的（a-c）正己烷/水，（d-f）正十二烷/水和（g-i）正十六烷/水。

图9.不同水包油乳液中油滴尺寸分布的直方图：分离前的（a）正己烷/水，（b）正十二烷/水和（c）正十六烷/水。

图10.PDA@PAN纳米纤维膜对正己烷/水、正十二烷/水和正十六烷/水的水包油乳液的渗透率和分离效率。

图11.PDA@PAN纳米纤维膜对正十二烷/水乳液的渗透率和截留率（a）以及TOC（b）与分离循环的关系曲线。