DOI:10.1016/j.memsci.2020.118379
表面活性劑穩定的水包油型乳液引起的膜污染是含油污水處理的巨大挑戰。在這項工作中，研究者制備了具有超潤濕表面的磺基甜菜堿兩性離子納米凝膠改性聚丙烯腈（ZPAN）納米纖維膜。將兩性離子納米凝膠接枝到電紡PAN納米纖維的表面上，以構建可以提高膜的表面粗糙度和防污性能的分層結構。ZPAN膜在廣泛的鹽濃度和pH值范圍內具有超親水性和水下超疏油性。ZPAN膜完全由重力驅動（施加壓力=1 kPa），可以成功地分離油/水乳液。收集的濾液中的油含量低于20 ppm，分離效率達99.6％以上，同時滲透通量高達32800 L m-2 h-1 bar-1。此外，ZPAN膜顯示出較強的機械性能和穩定的可重復使用性，這表明ZPAN膜在水包油型乳液的高效低壓驅動分離方面擁有巨大的潛力。
圖1.兩性離子納米凝膠分散體的合成過程示意圖和電紡PAN納米纖維膜的改性過程。
圖2.兩性離子納米凝膠的（a）TEM和（b）SEM圖像，插入的圖片為兩性離子納米凝膠分散體；（c）原始PAN膜的SEM和（d）AFM圖像；（e）ZPAN膜的SEM和（f）AFM圖像；（c）和（e）中插入的圖片是它們相應的膜。
圖3.（a）原始PAN膜和ZPAN膜的ATR-FTIR光譜和（b）XPS寬光譜；（c）和（d）分別是它們對應的C 1s光譜。
圖4.ZPAN膜的（a）水潤濕性、（b）水下疏油性、（c）和（d）水下抗油粘合性能的動態照片。在不同的NaCl鹽濃度（e）和pH值（f）下，ZPAN膜的水接觸角（WCA）和水下油接觸角（OCA）。
圖5.（a）水包油型乳液的油尺寸分布和光學顯微鏡圖像（插圖）；（b）過濾設備、（c）水包油乳液和（d）相應濾液的照片；（f）濾液的光學顯微鏡圖像。
圖6.不同水包油乳液濾液中的油含量（a）和水通量值（c）；（b）相應的分離效率；（d）CTAB穩定的正己烷水乳液在10個循環中分離效率和水通量的變化。
