DOI: 10.1016/j.memsci.2022.120440

具有显著防污性能和光催化降解性能的滤膜已成为含油废水净化领域的研究热点。然而，聚合物膜上的低效催化剂涂层限制了其性能优化。本研究首次通过简单的静电纺丝和水热法成功制备了一种涂覆有FeCu-LDH/GO异质结结构的光催化自清洁PAN/PEI纳米纤维膜。分层FeCu-LDH/GO异质结结构和具有水化能力的亲水性组分的协同效应构建了坚固且超强的拒油水合屏障，从而赋予膜出色的自清洁性能和优异的表面活性剂稳定油-水乳分离性能（渗透通量>2100L/m2/h；分离效率：99.2%）。此外，该膜在可见光照射下可在30分钟内催化H2O2快速原位降解95.2%的亚甲基蓝（MB）。更重要的是，所制备的膜可以，其光催化净化后通量恢复率（FRR）高达96.3%。总之，该膜具有可持续的光催化降解染料、自清洁和耐化学溶剂的能力，在含油废水处理和水体修复方面具有巨大的应用潜力。

图1.FCL-GO@P/P NMs的制备过程。

图2.所得（a）PAN、（b）P/P、（c）GO@P/P和（d）FCL-GO@P/P NMs的数码照片和SEM图像。

图3.（a）所得膜的FTIR光谱和（b）XRD图谱。（c）所得膜的XPS光谱。FCL-GO@P/P NMs中（d）C1s、（e）O1s、（f）Fe2p和（g）Cu2p的高分辨率XPS光谱。

图4.（a）所得膜的氮气吸附-解吸等温线和（b）孔径分布（插图）。（c）所得膜的拉伸应力-应变曲线和（d）杨氏模量。

图5.所得膜的（a）WCA和（b）UOCA。（c）P/P膜（上）和FCL-GO@P/P NMs（中和下）表面的水下抗油性。（d）FCL-GO@P/P NMs上1,2-二氯甲烷液滴的滑动角以及（e）水下1,2-二氯甲烷液滴（染成红色）的照片。

图6.（a）将正己烷污染的预润湿FCL-GO@P/P NMs浸入水中。（b）用注射器将正己烷（染成红色）注射到水下FCL-GO@P/P NMs的表面上。（c）将经水润湿的样品浸没在正己烷污染的水中。（d）使用滴管将1,2-二氯乙烷滴到样品表面。（e）FCL-GO@P/P NMs的稳定性。（密度：ρ正己烷<ρ水；ρ1,2-二氯乙烷>ρ水）

图7.（a）不同膜的SSEs（表面活性剂稳定乳液）分离通量和效率。FCL-GO@P/P NMs对含有不同（b）表面活性剂浓度和（c）不同油类的SSEs的通量、TOC和分离效率。（d）正己烷进料乳液和相应滤液的光学显微镜图像、数码照片和DLS液滴分析。（e）10次循环分离的通量和（f）效率。

图8.破乳机理及油水乳液分离过程示意图。

图9.（a）不同样品的DRS光谱和（b）带隙能量。（c）MB在不同实验条件下的降解情况。（d）所制备的膜降解MB的动力学曲线。（e）MB的紫外-可见光谱随降解时间的变化。（f）10次循环的降解速率和TOC。（g）可见光光催化降解前后的数码照片。（h）在H2O2和可见光存在下，负载在P/P NMs上的FCL-GO纳米材料的MB降解机制示意图。实验条件：MB：20ppm；H2O2：25μL；中性pH。

图10.（a）FCL-GO@P/P NMs用于分离含MB的正己烷乳液的通量和分离效率，插图为MB/正己烷乳液和相应滤液的照片。（b）PAN、P/P、GO@P/P和FCL-GO@P/P NMs的通量恢复率和（c）抗污性能。（d）FCL-GO@P/P NMs在10次分离循环期间同时净化混合模拟废水的通量和分离效率。（e）循环1次和10次后滤液中Cu2+和Fe3+的浓度。