DOI:10.1016/j.seppur.2020.117790
膜分離技術因其操作的靈活性和高效性而被認為是有效處理含油廢水的最有前途的方法之一。在各種膜制備技術中，靜電紡絲技術具有易于批量生產和能夠在納米級表面摻入其他功能材料等優點，在制備具有選擇性潤濕、合理孔結構和大比表面積的新型納米纖維膜方面引起了人們的廣泛關注。近幾十年來，許多具有良好油水分離性能的超濕或超濕靜電紡絲納米纖維膜被廣泛報道。在本綜述中，重點介紹并討論了包括超疏水膜、超親水膜和智能膜在內的電紡納米纖維膜的最新研究進展，然后對電紡納米纖維膜在油/水乳液分離中的潛在應用提出了挑戰和展望。本文將深入探討更有效的電紡納米纖維膜制備策略，以更好地實現油水分離。
圖1.雙層PVDF ENs膜（a）的合成過程示意圖。由于其特殊的微/納米結構，水在芋頭葉片上滑動（b）。芋頭葉狀表層和放大的表面微球的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像（c）。用于連續油/水分離的膜組件的照片（d）和示意圖（e）。照片顯示了使用PVDF ENs膜分離表面活性劑穩定的油包水乳液（f）。
圖2.PVDF/P（MMA-r-FDMA）膜的制造（a）。PVDF（上）和PVDF/P（MMA-r-FDMA）膜（下）的油/水分離過程（b）。平鋪膜上的水（c）和油（d）滴。膜的油吸附行為（e）。在不銹鋼篩網上制備的聚苯乙烯（PS）ENs膜的SEM圖像（f）。漂浮PS膜和下沉的不銹鋼網在水下的照片（插圖顯示PS ENs膜上的水滴）（g）。
圖3.F-PBZ改性ENs膜的制備（a）。PI/CA納米纖維的透射電子顯微鏡（TEM）圖像（b）。在不同pH（c）和溫度（d）下，FPBZ/PI/CA ENs膜的WCA。20個分離循環后PLA/AgNPs/PDA膜的分層結構（e）和WCA（f）。水蝕刻之前（上）和之后（下）（g）納米纖維的SEM圖像。
圖4.Fe3+-PA/OTMS/PI ENs膜的制備（a）。空氣中原始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圖像和WCA。Al3+-TA/PDMS/PI ENs膜（選擇MnO2粉末和KMnO4作為污染物）的自清潔（e1-e3）和防污性能（f1-f4）。膜在油中的超疏水性（g1-g4）。
圖5.光學圖像顯示了碳ENs膜的柔性（a-c）。碳納米纖維內部相互連接的大孔的TEM圖像（d）。使用碳ENs膜（e和f）從水中去除泵油（蘇丹紅）的照片。重力驅動的油/水分離示意圖（g）。由疏水性GQDs/PAN ENs膜制成的紙船的照片（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膜的穩定分離效率（j）和超疏水性（k）。
圖6.通過電噴霧、靜電紡絲和堿處理制備超親水性PAN ENs膜（a）。空氣中的水滴（b）和水下油滴（c）在膜表面上的圖像。PAN ENs膜自清潔性能的實時照片（d和e）。用于油/水分離的超親水性三層ENs膜（f）。蜂窩狀層（g）和高度多孔基材（h）的SEM圖像。SiO2納米纖維包覆PAN ENs膜的柔性（i）。SiO2納米纖維沉積之前（j）和之后（k），水（頂部）和水下油粘附（底部）在ENs膜表面的潤濕過程的照片。
圖7.原始（a）和分層（b）納米纖維的TEM圖像。動態測定水通過改性膜的滲透率（c）。實際應用（d）和實驗室（e）中連續油水分離反應器的示意圖。熱再生程序后，污染的TiO2@PAS/PAN膜的水下OCA（f）。退火處理之前（上）和之后（下），PVDF膜（g和h）和TiO2@PAS/PAN膜（i和j）的照片。退火處理后TiO2@PAS/PAN結垢膜的柔性（k）和SEM圖像（l）。用水洗滌或紫外線輻照后的重油通量（m）。PAN/AA膜的可重復使用性（n）。過濾表面活性劑穩定的乳液后，膜的潤濕過程（o和p）。
圖8.具有光滑（a）和紡錘結結構（b和c）的H-PAN納米纖維的TEM圖像。紡錘結納米纖維（上）和光滑納米纖維（下）（d）上的油滴在水下的定向運動狀態。PAN、APAN和GO/APAN膜的動態WCA隨著潤濕時間的增加而增加（e）。GO/APAN膜的SEM圖像（f）和防污機理（g）。
圖9.分離裝置的照片（a）。乳液（b和c）和濾液（d和e）的光學圖像。在15個分離循環之后，P（NIPAAm-co-NMA）/ChNWs膜的光學（f1和f2）和SEM（f3）圖像。1個分離循環后P（NIPAAm-co-NMA）膜的光學（g1和g2）和SEM（g3）圖像。PEN/HNT@GO ENs膜的照片（h）。PEN/HNT@GO-PDA膜的照片和聚合機理（i）。PEN/HNT@GO-PDA膜的表面和橫截面SEM圖像（j）。
圖10.PLA/PDA/β-CD ENs膜（a）的制備過程示意圖。PLA（b），PLA/PDA（c）和PLA/PDA/β-CD（d）ENs膜的SEM圖像和WCA。回流分離系統的示意圖（e）。水下疏油性PES ENs膜的表面偏析行為示意圖（f）。由蝠鲼鰓啟發的橫流油/水分離工藝（g）。靜電紡絲裝置的示意圖（h）。分離裝置的照片（i）。油滴在徑向排列納米纖維上的自輸運示意圖（j）。
圖11.NiFe2O4@SiO2 ENs膜（a）的制備步驟。NiFe2O4改性SiO2納米纖維的SEM圖像（b）。照片顯示了NiFe2O4@SiO2 ENs膜對磁體的柔性（c）。空氣中（上）和水下（下）SiO2/PDA/PEI ENs膜上的水滴和油滴的照片（d）。油/水分離過程中SiO2/PDA/PEI ENs膜的分離效率和水通量（e）。
圖12.松枝狀TiO2 ENs膜的SEM圖像（a）。乳液（左）和濾液（右）的廷德爾散射現象（b）。紫外線照射前后松枝狀TiO2 ENs膜上的水擴散行為（c）。SiO2/TiO2 ENs膜基于極性的注入式液體可切換潤濕行為的示意圖（d）。通過注入NM的SiO2/TiO2 ENs膜分離硝基甲烷（NM）和環己烷（CYH）混合物的過程，以及在加水后分離水和CYH混合物的步驟（e）。
圖13.PVDF/Cu（OH）2/銅網Janus膜的橫截面和高倍率SEM圖像（a）。Janus捕集器在油下結晶紫染色水的反重力傳輸（b和c）。使用Janus捕集器從油中收集水的連續快照（d）。
圖14.常用的pH響應聚合物（a）。在pH為3（b）和7（c）的水中，PMMA-b-P4VP膜表面的油潤濕性示意圖。空氣中pH3的水預潤濕膜上的水滴的動態潤濕行為（上），pH3水中的膜上油滴的動態潤濕行為（下）（d）。空氣中膜上的水（上）和油（下）滴的動態照片（e）。pH響應性ENs膜分離pH3的油/水（f）和油/中性水（g）。pH響應性PBZ ENs膜對具有不同pH值（pH14和pH1）的溶液的可逆滲透通量（h）。照片顯示由磁鐵驅動的Fe3O4/MA-TiO2/PI膜的運動（i）和除油（j）。
圖15.通用氣體響應性聚合物（a）。帶有可切換油/水潤濕性的CO2響應性PMMA-co-PDEAEMA ENs膜的圖示（b）。PMMA-b-PNIPAAm的合成步驟（c）。熱響應性PCL/PNIPAAm ENs膜在溶脹狀態和塌陷狀態下的親水性和疏水性轉換（d）。
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