DOI: 10.1016/j.seppur.2022.120575

含油废水处理是一个艰巨而紧迫的全球性问题。静电纺丝在高效油水分离膜的构建方面有着广泛的应用。在此，研究者采用静电纺丝和电喷雾技术相结合的方法构建了一种多层结构的聚四氟乙烯（PTFE）纳米纤维膜（NFM），用于含油废水处理。研究了NFM在重力作用下对油水混合物的分离性能，随后考察了NFM在重力作用下对油包水表面活性剂稳定乳液（W/O SSEs）以及在0.5bar下对水包油表面活性剂稳定乳液（O/W SSEs）的破乳性能。结果表明，9%D-H-PTFE对油水混合物的通量达到4909L·m-2·h-1，分离率为99.99%，CCl4 W/O SSE通量达到1867.93L·m-2·h-1，分离率为98.46%，CCl4 O/W SSE通量为122L·m-2·h-1，多次循环分离率为98.40%。因此，这些NFMs有望用于实际低压驱动膜分离系统，以实现对不同类型含油废水的初步分离。

图1.制备D-H-PTFE电纺NFM示意图

图2.a）初始PTFE以及0%、7%、9%、12%和15%D-H-PTFE的FTIR光谱对比；b）初始PTFE，c）0%D-H-PTFE，d）9%DH-PTFE的FTIR光谱

图3.a）初始PTFE NFM和PAN支撑层的热重曲线；b）PAN的热解过程

图4.a）初始PTFE以及0%、7%、9%、12%和15%D-H-PTFE的XPS图谱；b）初始PTFE，c）0%D-H-PTFE和d）9%D-H-PTFE的C1s XPS光谱

图5.a）烧结前9%D-H-PTFE呈现亲水性和亲油性；b）烧结后9%D-H-PTFE呈现明显的疏水性和亲油性；c-d）烧结前后9%D-HPTFE的SEM图

图6.a1-a5）0%、7%、9%、12%、15%D-H-PTFE的表面SEM图；b1-b5）0%、7%、9%、12%、15%D-H-PTFE的放大表面SEM图；c1-c5）0%、7%、9%、12%、15%D-H-PTFE的截面SEM图

图7.a）0%D-H-PTFE，b）7%D-H-PTFE，c）9%D-H-PTFE，d）12%D-H-PTFE，e）15%D-H-PTFE的重建表面3D图像

图8.NFM系列的应力-应变曲线

图9.a）D-H-PTFE NFMs的等温吸附-解吸曲线；b）D-H-PTFE NFMs的孔径分布

图10.a）NFMs的水接触角，b）NFMs的动态水接触角，c）9%D-H-PTFE在不同pH条件下的水接触角

图11.a）9%D-H-PTFE的吸油物理图；b）9%D-H-PTFE的油水分离图

图12.a）9%D-H-PTFE对CCl4的吸附能力；b）D-H-PTFE NFMs的CCl4-水混合物分离性能；c）9%D-H-PTFE对CCl4-水混合物的循环通量；d）9%D-H-PTFE对CCl4-水混合物的循环分离效率

图13.a）9%D-H-PTFE对CCl4 W/O SSE的循环通量和截留率；b）9%D-H-PTFE对不同类型W/O SSEs的通量和截留率；c）W/O SSE分离前后的数码照片和光学显微镜图像

图14.a）9%D-H-PTFE对CCl4 O/W SSE的循环通量和截留率；b）9%D-H-PTFE对不同类型O/W SSEs的通量和截留率；c）O/W SSE分离前后的数码照片和光学显微镜图像

图15.a）NFM分离过程示意图；b1）NFM表面水油接触示意图；b2）水油渗入NFM内部示意图；b3）NFM底部水油渗透示意图