DOI: 10.1016/j.seppur.2023.124217

这项研究提出了一种具有超双疏性能的高效FOTS-TiO2@SiO2纳米纤维膜（NFM），用于油类气溶胶净化。通过用均匀的TiO2纳米锥阵列改性电纺SiO2 NFM的表面粗糙度，随后使用1H, 1H, 2H, 2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（FOTS）进行表面能修饰，以制备该膜。NFM对水（167.9°）和正十六烷（154.7°）均表现出优异的接触角，以及极低的油附着力（38.7μn）。气流速度为3.2m/min时，NFM表现出卓越的油气溶胶分离性能，过滤效率为99.87 %，阻力为10.0 kPa。双疏性NFM在三轮过滤后表现出良好的再生能力，具有比SiO2 NFM更高的效率。上述结果表明FOTS-TiO2@SiO2 NFM在净化含油气体方面具有广阔的应用前景。

图1.超双疏性NFMs的制备示意图。

图2.油气溶胶过滤装置示意图。

图3.各种膜的SEM图像：（a）SiO2，（b）未表面活化的TiO2@SiO2 NFM，（c）涉及表面活化的TiO2@SiO2 NFM，在（d）150℃、（e）180℃、（f）210℃不同温度下进行溶剂热处理，经（g）2h、（h）4h、（i）6h不同时长的溶剂热处理，（j）FOTS-SiO2，（k）FOTS-TiO2@SiO2，（l）经200℃煅烧的FOTS-TiO2@SiO2。（m）TiO2@SiO2的数码照片，（n）NFMS的孔径分布，（o）NFMs的气体渗透率。

图4.各种膜的表面形貌图像：（a）SiO2，（b）FOTS-SiO2，（c）TiO2@SiO2，（d）FOTS-TiO2@SiO2。

图5.（a）各种膜的XRD图谱，（b）SiO2和FOTS-TiO2@SiO2膜的TGA曲线。

图6.（a）不同NFMs的FTIR光谱和（b）XPS光谱。

图7.各种NFMs的水（a-e）和正十六烷（f-j）接触角。

图8.CCD捕捉到（a-d）FOTS-SiO2 NFM和（e-h）FOTS-TiO2@SiO2 NFM上的动态油粘附，以及（i）两种NFMs的典型力曲线。

图9.NFMs的压降和过滤效率（a），以及过滤油气溶胶之后原始SiO2 NFM和FOTS-TiO2@SiO2 NFM的数字图像（b）。

图10.过滤后不同纳米纤维膜的SEM图像：（a）洗涤前和（b）洗涤后的SiO2膜；（c）洗涤前和（d）洗涤后的FOTS-TiO2@SiO2膜。

图11.经不同循环的各种膜的效率和压降：（a）SiO2 NFM，（b）FOTS-TiO2@SiO2

NFM。

图12.FOTS-TiO2@SiO2膜长时间的压降和过滤效率。