DOI: 10.1002/smll.202207330

近几十年来，静电纺丝技术引起了人们的高度关注，被广泛用于由数百种聚合物制备纳米纤维膜。聚乙烯醇缩甲乙醛（PVFA）作为一种具有高强度和耐热性等优异性能的聚合物，在电纺水处理膜方面的应用尚未见报道。本研究对电纺PVFA纳米纤维膜的制备工艺进行了优化，并探讨了氯化钠（NaCl）的加入对纳米纤维膜物理机械性能和微滤性能的影响。然后将疏水性PVFA纳米纤维过滤层与亲水性非织造支撑层相结合，构建了具有孔径梯度结构和亲水/疏水不对称结构的复合微/纳米纤维膜。最后，进一步研究了单向输水和水处理性能。结果表明，在静水压力下，复合膜的拉伸断裂强度可达37.8MPa，0.1-0.3µm颗粒的截留率为99.7%，水通量为513.4L/m2/h。此外，重复使用三次后，其保留率仍然超过98%。因此，电纺PVFA复合膜在微滤方面具有很大的潜力。

图1.复合微/纳米纤维MF膜的制备流程图。

图2.a-d）SEM图像：a）N-0，b）N-1，c）N-2，d）N-3。e-h）纳米纤维的直径分布：e）N-0，f）N-1，g）N-2，h）N-3。i）应力-应变曲线。j）孔隙率。k）孔径分布。l）接触角。

图3.NaCl浓度对PVFA纳米纤维膜MF性能的影响：a）过滤装置，b）PVFA纳米纤维膜，c）显示水和悬浮液的光学图像，d）吸光度和用于计算保留率的拟合曲线，e）PVFA纳米纤维膜的水通量和保留率，f,g）过滤前后PVFA纳米纤维膜的SEM图像，h）不同PVFA纳米纤维膜的过滤溶液的光学图像。

图4.a-d）热压前后膜两侧的SEM图像：a）ENMs的N-1，b）ENMs-H的N-1，c）ENMs的N-3，d）ENMs-H的N-3。e）ENMs/PPN-H的横截面，f）ENMs/PBN-H纳米纤维表面的SEM，g）ENMs/CN-H的横截面，H）ENMs/NN-H纳米纤维表面的SEM。i-k）复合膜的孔径分布、应力-应变曲线和拉伸断裂强度，l,m）非织造布的应力-应变曲线和拉伸断裂强度，n）纤维之间相互作用的示意图。

图5.复合膜的单向水分传导性和反向拒水性：a）液体水分管理测试仪的光学图像，b）当N-1为水接触面时，ENMs-H的透水性，c）当N-3为水接触面时，ENMs-H的透水性，d）非织造布的接触角，e）ENMs/CN-H的水分传导性，f）ENMs/PPN-H的水分传导性。

图6.复合微/纳米纤维膜的结构和原理展示：a）多层膜结构示意图，b）亲水/疏水不对称结构的单向导水机理，c）孔径梯度结构的快速导水机理。

图7.复合膜的纯水通量：a）静水压力，b）不同的驱动压力，c）ENMs/CN-H在10小时试验中的纯水通量变化，d）ENMs/PPN-H在10小时试验中的纯水通量变化。

图8.复合膜在50KPa的驱动压力下的过滤性能：a）ENMs/CN-H和ENMs/PPN-H的水通量和保留率随时间的变化，b）ENMs/CN-H的循环过滤性能和保留率，c）ENMs/CN-H的TGA，d）ENMs/CN-H的SEM-EDX。