J. Environ. Chem. Eng.：功能型親水性聚醚砜基電紡納米纖維膜的合成及其在水處理中的應用

DOI:10.1016/j.jece.2020.104728

本研究介紹了新型超濾（UF）電紡納米纖維膜（ENMs）復合親水性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的合成和表征，及其在凈水領域的應用。采用三種方法來增強典型ENMs的理化特性。第一種策略，在摻雜溶液制備過程中，將n-甲基吡咯烷酮（NMP）與二甲基甲酰胺（DMF）混合，其中混合溶劑可起到增強纖維間連接的作用。在下一個策略中，PVP被添加到ENMs中以提高產水量。最終處理是利用熱壓工藝來強化電紡墊的結構。與原始ENMs相比，熱壓ENMs的拉伸強度和斷裂伸長率分別提高了4.12％和9.09％。然而，將PVP引入ENMs中可以使水接觸角降低50.8％（從123.27°降至60.66°），從而顯著改善膜的親水性。在重力作用下，ENMs的產水率超過2,996 L/m2h。結果表明，與原始ENMs（97.15nm）相比，熱壓ENMs的孔徑較小（77.47nm）。所制備的ENMs具有增強的機械和親水性，在水處理領域顯示出高度的適用性。

圖1.用于ENMs制備的PES/PVP摻雜溶液的配制過程示意圖（顏色無意義）。

圖2.用于制備ENMs的示意性靜電紡絲裝置（顏色無意義）。

圖3.（a）原始PES，（b）熱壓PES和（c）熱壓PES/PVP ENMs的表面FE-SEM圖像（左：放大x5000的俯視圖，右：放大x170的橫截面圖）。

圖4.（a）原始PES，（b）熱壓PES和（c）熱壓PES/PVP ENMs頂表面的FESEM圖像（左）和EDS光譜（右）。

圖5.（a）原始PES，（b）熱壓PES和（c）熱壓PES/PVP ENMs的3D AFM表面圖像。

圖6.（a）ENMs的FTIR光譜和（b）XRD顯微照片。

圖7.ENMs的（a）TGA曲線和（b）應力-應變曲線。

圖8.所制備ENMs的WCA（連同圖像）。

圖9.ENMs的孔徑和孔隙率。

圖10.ENMs的純水通量（Jw）。