DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.139944
電紡納米纖維膜(ENMs)具有高孔隙率、高比表面積和獨特的互連結構,在廢水處理和回收方面具有巨大的優勢和潛力。此外,通過多功能材料的組合,可以輕松地實現ENMs的功能化,達到不同的水處理效果。在此基礎上,本綜述總結了功能化ENMs的制備及其在水處理領域的詳細應用。首先介紹了靜電紡絲工藝及其影響因素。具有高孔隙率、小纖維直徑的薄ENMs具有更好的性能。其次,分析了ENMs的修飾方法。電紡前和電紡后的修飾技術可以制備特定的功能化ENMs。隨后,功能化的ENMs顯示出水處理功能,例如分離、吸附、光催化和抗菌。最后,研究者對ENMs在水處理中的未來發展方向進行了預測,希望本文能為ENMs在水處理中的研究提供一些線索和指導。
圖1.靜電紡絲工藝示意圖。
圖2.ENMs修飾方法的示意圖。(a)納米纖維修飾技術;(b)納米纖維表面修飾,和(c)薄膜復合納米纖維膜。
圖3.廢水處理過程中膜法的截留特性。
圖4.(a)具有ENM的MF系統示意圖;(b)在MF膜表面進行熱處理之前和之后的SEM圖像;(c)PVDF/CuO-納米片納米纖維MF膜的形態;(d)圖解說明BC納米纖維的自組裝以形成穩定MF膜的示意圖。
圖5.(a)具有ENM的超濾系統示意圖;(b)PAN和PAN/氧化鋁超濾膜的橫截面圖;(c)PVDF/尼龍-6,6/CS UF膜的結構圖。
圖6.(a)具有ENM的NF系統示意圖;(b)從左至右,ENM的表面SEM圖像,TFC NF膜的表面SEM圖像及其橫截面的SEM圖像;(c)CaAlg/PHB/CNT復合納米纖維NF膜的制備方法。
圖7.(a)PAN和(b)PAN/CNs基底的表面SEM圖像;(c)PA/PAN和(d)PA/CNs RO膜的橫截面SEM圖像。
圖8.(a)納米纖維TFC FO膜的兩種操作模式示意圖;(b)PVDF支撐的TFC FO膜的制備過程;(c)在MPD水溶液中不同乙醇濃度下形成的聚酰胺的表面SEM圖像。
圖9.(a)使用ENM的MD工藝示意圖;(b)用于DCMD的PSf纖維和PSf/FPA纖維的特征和性能;(c)碳納米管涂層增強PVDF ENM表面耐濕性的機理;(d)PTFE/CA-SiNPs雙層復合MD膜的制備過程。
圖10.(a)具有ENM的MBR的示意圖;(b)用PAN/AgNPs納米纖維包裹的紗線制備3D機織濾布的過程示意圖;(c)兩個修飾PVDF ENMs的橫截面和表面SEM圖像。
圖11.(a)PDMS/ZnO-PI復合ENM的制備過程和性能顯示;(b)負載羧酸碳微球的ENM的制備方法和應用。
圖12.(a)ENMs吸附重金屬離子的示意圖;(b)β-CD/CS/PVA ENMs的形態和吸附原理。(c)表面胺官能化的納米纖維的制備步驟。
圖13.(a)電紡還原GO/TiO2/PAN-共-馬來酸納米纖維的光催化降解過程及降解機理示意圖;(b)CuO顆粒-TiO2纖維異質結構光催化劑的合成步驟及其電子-空穴對分離機理。
圖14.(a)AgNPs/PAN FO膜表面生物積垢減少的示意圖;(b)聚合物濃度和納米纖維類型對病毒去除效率的影響。