DOI:10.1021/acs.iecr.0c04831
盡管含油廢水的高效處理一直是人們關注的重點，但對含有微小油滴的水包油乳液的處理仍然是一項艱巨的挑戰。在這項工作中，研究者利用簡便的靜電紡絲法和隨后的水熱處理制備了具有多級孔結構、超親水性和水下超疏油性的分層TiO2納米棒陣列/碳納米纖維復合膜，用于水包油乳液的分離。該類膜具有較高的水包油乳液分離性能，分離效率達99％以上，分離通量高達1108.8 L m-2 h-1。有趣的是，通過紫外光照射誘導二氧化鈦上的羥基，其親水性得到了改善，分離性能也進一步提高。同時，得益于金紅石相TiO2的優異化學穩定性，該復合膜具有出色的耐腐蝕性、耐高溫性和良好的可回收性。這種復合膜在水包油乳液的分離和資源回收領域具有廣闊的應用前景。
圖1.分層TiO2納米棒陣列/碳納米纖維復合膜的制備。
圖2.在不同（a-c）TBOT添加量（0.1、0.3和0.5g），（d，e）水熱溫度（120、150和180℃），（g-i）水熱酸濃度（1，3和5 mol L-1）下制備的納米纖維膜的SEM圖像。
圖3.（a-d）在不同水熱時間（1、6、12和24h）下制備的納米纖維膜的SEM圖像以及相應膜的納米棒陣列長度和直徑分布。
圖4.（a）復合膜的XRD圖。（b）氮氣吸附-解吸等溫線，（c）通過BJH算法獲得復合膜的孔徑分布。（d）復合膜在空氣中的水接觸角。（e）樣品C在UV照射前后的水擴散行為。
圖5.（a）復合膜（正己烷）的水下油接觸角。（b）樣品C對五種油的水下油接觸角。（c）五種油與樣品C在水下的動態接觸行為。
圖6.（a）分離前后的水包油乳液照片。（b）紫外線照射前后復合膜的通量和（c）分離效率。（d）樣品C的不同油通量。
圖7.（a）復合膜在酸性、堿性和鹽溶液中的水下油接觸角和（b）分離效率。（c）在不同溫度下熱處理后復合膜的水下油接觸角和分離效率。（d）循環時間、復合膜通量和分離效率之間的關系。
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