DOI:10.1002/admi.202001050
利用超分子交聯聚合物分離有害物質是當前研究的重中之重。就目前所知，基于靜電紡絲納米纖維的超分子交聯體系還鮮有報道。然而，電紡納米纖維由于其形態可調，可以摻雜不同功能的納米粒子，因此有望成為界面交聯基質的候選材料。在這項研究中，β-環糊精和酰氯化合物在不同形態聚丙烯腈電紡納米纖維基質上進行界面聚合。電紡納米纖維基質的直徑和取向會影響染料的過濾效率，而由定向納米纖維組成的多孔膜則具有最高的過濾效率。可以從陽離子和陰離子染料的混合物中選擇性地過濾陽離子染料，并且多孔超分子交聯聚合物也適用于各種陽離子染料的混合物。當納米纖維基質中存在TiO2時，對用過的多孔復合膜進行紫外輻射可有效地原位降解吸收的染料，從而使膜具備自清潔和可重復使用性。
圖1.a）PAN（頂視圖）和b）PAN/TiO2（頂視圖）膜，以及通過在PAN和PAN/TiO2膜上界面交聯β-環糊精和對苯二甲酰氯制備的c，d）pTC-β-CD/PAN和e，f）pTC-β-CD/PAN/TiO2復合膜的SEM圖像。圖（a）和（b）中的插圖顯示了PAN和PAN/TiO2膜中納米纖維的平均直徑，圖（d）和（f）中的插圖顯示了pTC-β-CD/PAN和pTC-β-CD/PAN/TiO2膜的厚度。由Nano Measurer軟件計算得出。
圖2.膜的表征：a）TGA曲線，b）FT-IR光譜，和c-f）XPS C1s光譜。
圖3.a）G4和b）乙基紫染料溶液通過四種膜過濾前后的紫外-可見吸收光譜。c）以G4為模型染料，通過紫外線照射使pTC-β-CD/PAN/TiO2膜再生四次。插圖：照射前后pTC-β-CD/PAN/TiO2膜的照片。d）通過pTC-β-CD/PAN膜過濾前后，乙基紫和對苯二酚O溶液的紫外可見吸收光譜。插圖：過濾前后溶液的照片。實驗中的染料濃度為1×10-5 mol L-1。（單獨乙基紫的光譜顯示在（b）中，而對苯二酚O的光顯示在支持信息的圖S7c中）。
圖4.在通過四種膜過濾前后，各種濃度的乙基紫溶液的紫外可見吸收光譜：a）10-5 mol L-1乙基紫，b）10-4 mol L-1乙基紫（測定紫外吸收光譜之前稀釋10倍），和c）5×10-4 mol L-1乙基紫（稀釋50倍）。在通過pTC-β-CD/PAN和pTC-β-CD/PAN/TiO2膜過濾前后，含有八種不同濃度陽離子染料混合物的溶液的紫外可見吸收光譜：d）10-5 mol L-1混合染料，e）10-4 mol L-1混合染料（稀釋2倍），f）10-3 mol L-1混合染料（稀釋20倍）。八種染料分別是G4，硫黃素T，羅丹明B，乙基紫，結晶紫，鹽酸副玫瑰苯胺，鮮綠，孔雀石綠。
圖5.a）PAN濃度為8％、12％和15％時制備的PAN膜的SEM圖像（名稱“12％定向PAN”表示含有濃度為12％的定向PAN纖維的膜），以及b）通過在圖（a）所示的三種膜上進行β-環糊精和對苯二甲酰氯的界面交聯得到的復合膜的頂視圖和c）側視圖。
圖6.通過pTC-β-CD/8％PAN、pTC-β-CD/12％PAN、pTC-β-CD/12％定向PAN和pTC-β-CD/15％PAN膜過濾前后乙基紫溶液的紫外-可見吸收光譜：a）10-5 mol L-1乙基紫，b）10-4 mol L-1乙基紫（在測定紫外吸收光譜之前稀釋10倍），和c）5×10-4 mol L-1乙基紫（稀釋50倍）。d）通過pTC-β-CD/8％PAN、pTC-β-CD/12％PAN、pTC-β-CD/12％定向PAN和pTC-β-CD/15％PAN膜過濾前后，10-3 mol L-1八種陽離子染料（稀釋20倍）溶液的紫外可見吸收光譜。八種陽離子混合染料分別是G4、硫黃素T、羅丹明B、乙基紫、結晶紫、鹽酸副玫瑰苯胺、亮綠和孔雀石綠。
圖7.β-環糊精與a）1,3,5-苯并三酰氯、b）4,4′-聯苯二乙酰氯和c）萘-2,6-二甲酸二氯苯在12％聚苯胺電紡膜上界面交聯制備復合膜的掃描電鏡圖像。通過β-環糊精與a）1,3,5-苯并三酰氯，b）4,4′-聯苯二乙酰氯和c）萘-2,6-二甲酸二氯苯在12％聚苯胺電紡膜上界面交聯制備的復合膜過濾前后，5×10-4 mol L-1乙基紫溶液（測量紫外吸收光譜之前稀釋50倍）的紫外-可見吸收光譜。
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