废水处理一直是个世界性难题，由于重金属、有机染料和微生物的复杂组成，废水净化过程变得异常复杂。因此，研究人员对能够消除有机、重金属和微生物污染物的材料产生了极大的兴趣。

近期，江南大学李大伟副研究员团队制备了一种具有分层结构并能去除多种污染物的水净化膜（PDA/ZnO-NWs/PVDF）。该膜是通过用氧化锌纳米线（ZnO-NWs）改性聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维并用聚多巴胺（PDA）增强来制备的。实验结果表明，PDA/ZnO-NWs/PVDF膜具有一系列功能，包括持久的超亲水性、Cu（II）吸附、光催化降解和抗菌能力。通过对DA合成过程的控制，可以调整PDA/ZnO-NWs/PVDF复合材料的润湿性、吸附性以及光催化和抗菌活性。根据Langmuir等温线，PDA/ZnO-NWs/PVDF膜的最大Cu（II）吸附量为65.75mg/g，显著高于ZnO-NWs/VDF膜（38.49mg/g）的吸附量（27.26mg/g）。PDA/ZnO-NWs/PVDF复合材料在自然光照下对罗丹明B具有显著的降解能力，最高可达5.97mg/g。此外，PDA/ZnO-NWs/PVDF复合材料对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌效果均接近100%。这项工作为处理含有各种共存污染物的废水提供了一种很有前途的方法。

图1.PDA/ZnO-NWs/PVDF的制备示意图。

图2.（a-f）不同样品的SEM图像。（g）PVDF的平均纤维直径以及ZnO-NWs/PVDF和在1、2、3、4、5mg/mL DA下合成的PDA/ZnO-NWs/PVDF的平均纳米线直径。

图3.（a）样品的EDS图谱、（b）EDS光谱、（c）FT-IR、（d）XRD光谱和（e）拉曼图。

图4.室外样品在14天内的润湿性变化。

图5.（a）吸附硫酸铜实验的照片。（b）样品在100分钟内的硫酸铜吸附速率和吸附容量。（c）硫酸铜吸附容量的动力学模型拟合结果。

图6.（a）不同初始硫酸铜浓度下样品60分钟的吸附容量。（b）Langmuir和（c）Freundlich模型拟合等温线。（d）PDA/ZnO-NWs/PVDF和各种吸附剂对Cu（II）的吸附性能比较。

图7.（a）照片显示RhB随着褪色而降解。（b）7:00至17:00期间样品降解罗丹明B的速率和能力。（c）PDA/ZnO-NWs/PVDF和各种催化剂对RhB的降解能力比较。（d）不同初始罗丹明B浓度下样品降解罗丹明B的速率和（e）能力。

图8.（a）PDA/ZnO-NWs/PVDF和ZnO-NWs/PVDF的吸收率以及（b）Tauc图像和带隙宽度。（c）室内光催化降解的照片以及（d）罗丹明B的降解速率与光强之间的关系。

图9.膜的抗菌活性。

该工作以“PVDF Nanofiber Modified with ZnO Nanowires/Polydopamine for the Treatment of Sewage Containing Heavy Metals, Organic Dyes, and Bacteria”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》（DOI:10.1021/acsami.3c12585）上。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c12585