DOI:10.1016/j.seppur.2020.117790

膜分离技术因其操作的灵活性和高效性而被认为是有效处理含油废水的最有前途的方法之一。在各种膜制备技术中，静电纺丝技术具有易于批量生产和能够在纳米级表面掺入其他功能材料等优点，在制备具有选择性润湿、合理孔结构和大比表面积的新型纳米纤维膜方面引起了人们的广泛关注。近几十年来，许多具有良好油水分离性能的超湿或超湿静电纺丝纳米纤维膜被广泛报道。在本综述中，重点介绍并讨论了包括超疏水膜、超亲水膜和智能膜在内的电纺纳米纤维膜的最新研究进展，然后对电纺纳米纤维膜在油/水乳液分离中的潜在应用提出了挑战和展望。本文将深入探讨更有效的电纺纳米纤维膜制备策略，以更好地实现油水分离。

图1.双层PVDF ENs膜（a）的合成过程示意图。由于其特殊的微/纳米结构，水在芋头叶片上滑动（b）。芋头叶状表层和放大的表面微球的扫描电子显微镜（SEM）图像（c）。用于连续油/水分离的膜组件的照片（d）和示意图（e）。照片显示了使用PVDF ENs膜分离表面活性剂稳定的油包水乳液（f）。

图2.PVDF/P（MMA-r-FDMA）膜的制造（a）。PVDF（上）和PVDF/P（MMA-r-FDMA）膜（下）的油/水分离过程（b）。平铺膜上的水（c）和油（d）滴。膜的油吸附行为（e）。在不锈钢筛网上制备的聚苯乙烯（PS）ENs膜的SEM图像（f）。漂浮PS膜和下沉的不锈钢网在水下的照片（插图显示PS ENs膜上的水滴）（g）。

图3.F-PBZ改性ENs膜的制备（a）。PI/CA纳米纤维的透射电子显微镜（TEM）图像（b）。在不同pH（c）和温度（d）下，FPBZ/PI/CA ENs膜的WCA。20个分离循环后PLA/AgNPs/PDA膜的分层结构（e）和WCA（f）。水蚀刻之前（上）和之后（下）（g）纳米纤维的SEM图像。

图4.Fe3+-PA/OTMS/PI ENs膜的制备（a）。空气中原始PI膜（b）和改性PI膜（c）上的水滴和油滴的照片。PI（d1），OTMS/PI（d2）和Fe3+-PA/OTMS/PI（d3）ENs膜的SEM图像和WCA。Al3+-TA/PDMS/PI ENs膜（选择MnO2粉末和KMnO4作为污染物）的自清洁（e1-e3）和防污性能（f1-f4）。膜在油中的超疏水性（g1-g4）。

图5.光学图像显示了碳ENs膜的柔性（a-c）。碳纳米纤维内部相互连接的大孔的TEM图像（d）。使用碳ENs膜（e和f）从水中去除泵油（苏丹红）的照片。重力驱动的油/水分离示意图（g）。由疏水性GQDs/PAN ENs膜制成的纸船的照片（h）。扭曲（i）之前（向上）和扭曲（i）之后的柔性GQD/PAN ENs膜的照片。石墨/煤/PAN ENs膜的稳定分离效率（j）和超疏水性（k）。

图6.通过电喷雾、静电纺丝和碱处理制备超亲水性PAN ENs膜（a）。空气中的水滴（b）和水下油滴（c）在膜表面上的图像。PAN ENs膜自清洁性能的实时照片（d和e）。用于油/水分离的超亲水性三层ENs膜（f）。蜂窝状层（g）和高度多孔基材（h）的SEM图像。SiO2纳米纤维包覆PAN ENs膜的柔性（i）。SiO2纳米纤维沉积之前（j）和之后（k），水（顶部）和水下油粘附（底部）在ENs膜表面的润湿过程的照片。

图7.原始（a）和分层（b）纳米纤维的TEM图像。动态测定水通过改性膜的渗透率（c）。实际应用（d）和实验室（e）中连续油水分离反应器的示意图。热再生程序后，污染的TiO2@PAS/PAN膜的水下OCA（f）。退火处理之前（上）和之后（下），PVDF膜（g和h）和TiO2@PAS/PAN膜（i和j）的照片。退火处理后TiO2@PAS/PAN结垢膜的柔性（k）和SEM图像（l）。用水洗涤或紫外线辐照后的重油通量（m）。PAN/AA膜的可重复使用性（n）。过滤表面活性剂稳定的乳液后，膜的润湿过程（o和p）。

图8.具有光滑（a）和纺锤结结构（b和c）的H-PAN纳米纤维的TEM图像。纺锤结纳米纤维（上）和光滑纳米纤维（下）（d）上的油滴在水下的定向运动状态。PAN、APAN和GO/APAN膜的动态WCA随着润湿时间的增加而增加（e）。GO/APAN膜的SEM图像（f）和防污机理（g）。

图9.分离装置的照片（a）。乳液（b和c）和滤液（d和e）的光学图像。在15个分离循环之后，P（NIPAAm-co-NMA）/ChNWs膜的光学（f1和f2）和SEM（f3）图像。1个分离循环后P（NIPAAm-co-NMA）膜的光学（g1和g2）和SEM（g3）图像。PEN/HNT@GO ENs膜的照片（h）。PEN/HNT@GO-PDA膜的照片和聚合机理（i）。PEN/HNT@GO-PDA膜的表面和横截面SEM图像（j）。

图10.PLA/PDA/β-CD ENs膜（a）的制备过程示意图。PLA（b），PLA/PDA（c）和PLA/PDA/β-CD（d）ENs膜的SEM图像和WCA。回流分离系统的示意图（e）。水下疏油性PES ENs膜的表面偏析行为示意图（f）。由蝠鲼鳃启发的横流油/水分离工艺（g）。静电纺丝装置的示意图（h）。分离装置的照片（i）。油滴在径向排列纳米纤维上的自输运示意图（j）。

图11.NiFe2O4@SiO2 ENs膜（a）的制备步骤。NiFe2O4改性SiO2纳米纤维的SEM图像（b）。照片显示了NiFe2O4@SiO2 ENs膜对磁体的柔性（c）。空气中（上）和水下（下）SiO2/PDA/PEI ENs膜上的水滴和油滴的照片（d）。油/水分离过程中SiO2/PDA/PEI ENs膜的分离效率和水通量（e）。

图12.松枝状TiO2 ENs膜的SEM图像（a）。乳液（左）和滤液（右）的廷德尔散射现象（b）。紫外线照射前后松枝状TiO2 ENs膜上的水扩散行为（c）。SiO2/TiO2 ENs膜基于极性的注入式液体可切换润湿行为的示意图（d）。通过注入NM的SiO2/TiO2 ENs膜分离硝基甲烷（NM）和环己烷（CYH）混合物的过程，以及在加水后分离水和CYH混合物的步骤（e）。

图13.PVDF/Cu（OH）2/铜网Janus膜的横截面和高倍率SEM图像（a）。Janus捕集器在油下结晶紫染色水的反重力传输（b和c）。使用Janus捕集器从油中收集水的连续快照（d）。

图14.常用的pH响应聚合物（a）。在pH为3（b）和7（c）的水中，PMMA-b-P4VP膜表面的油润湿性示意图。空气中pH3的水预润湿膜上的水滴的动态润湿行为（上），pH3水中的膜上油滴的动态润湿行为（下）（d）。空气中膜上的水（上）和油（下）滴的动态照片（e）。pH响应性ENs膜分离pH3的油/水（f）和油/中性水（g）。pH响应性PBZ ENs膜对具有不同pH值（pH14和pH1）的溶液的可逆渗透通量（h）。照片显示由磁铁驱动的Fe3O4/MA-TiO2/PI膜的运动（i）和除油（j）。

图15.通用气体响应性聚合物（a）。带有可切换油/水润湿性的CO2响应性PMMA-co-PDEAEMA ENs膜的图示（b）。PMMA-b-PNIPAAm的合成步骤（c）。热响应性PCL/PNIPAAm ENs膜在溶胀状态和塌陷状态下的亲水性和疏水性转换（d）。