DOI: 10.1016/j.porgcoat.2020.106125
針對各類工業含油廢水越來越多的現象，研究人員已開發出多種油水分離技術和材料來解決這一難題。本文提出了一種簡便的方法來構建具有高效油/水分離和光催化作用的多尺度分層膜。該多尺度分層膜是由親水性聚丙烯腈（PAN）電紡納米纖維和PAN/TiO2電噴涂微球制備而成，然后通過原位生長聚多巴胺（PDA）對該膜進行修飾。這種多尺度分層結構使膜具有超親水性（水接觸角約0°）和水下超疏油性（油接觸角約152°）。而且，多尺度分層膜比純PAN膜具有更好的透水性和親水性。此外，該膜對有機污染物具有優異的光催化能力（約98％）。并且經過5個循環后，水通量仍保持較高水平，顯示出良好的可回收性。這種多尺度分層納米纖維膜在油水分離和光催化方面具有廣闊的應用前景。
圖1.多尺度分層膜的制備過程。
圖2.具有不同結構的PAN/TiO2膜的力學性能：（a）應力-應變曲線，（b）斷裂伸長率、拉伸強度和初始模量。
圖3.（a）PAN/TiO2，（b）M-PAN/TiO2和（c）PDA@M-PAN/TiO2不同放大倍率的SEM圖像；（d）PDA@M-PAN/TiO2膜的EDS。
圖4.T-PAN/TiO2、T-M-PAN/TiO2和T-PDA@M-PAN/TiO2膜底面以及B-PAN/TiO2、B-M-PAN/TiO2和B-PDA@M-PAN/TiO2膜底面的3D形態圖像。
圖5.（a）PAN基多尺度分層復合膜的FT-IR光譜和（b）XRD譜圖。
圖6.PAN/TiO2、M-PAN/TiO2和PDA-M-PAN/TiO2膜的孔徑分布。
圖7.在不同時間間隔下，膜在紫外線照射下對羅丹明B的光吸收光譜變化：在紫外線照射下的（a）M-PAN/TiO2和（b）PDA@M-PAN/TiO2膜。
圖8.（a）M-PAN/TiO2的宏觀潤濕性（水為藍色，油為紅色）；（b）水在PAN/TiO2基膜上的動態接觸過程；（c）PAN/TiO2、M-PAN/TiO2和PDA@M-PAN/TiO2的水接觸角以及（d）水下石油醚（ρ<ρ水）和二氯乙烷（ρ>ρ水）接觸角；（e-g）PAN/TiO2、M-PAN/TiO2和PDA@M-PAN/TiO2膜的MMT結果；（h-i）（h）M-PAN/TiO2膜在水下對二氯甲烷的潤濕性；（i）PDA@M-PVDF/TiO2膜（二氯甲烷滴用油紅O著色）。
圖9.PAN基膜上的液體潤濕和水傳輸模型的示意圖：（a）PAN/TiO2，（b）M-PAN/TiO2，（c）PDA@M-PAN/TiO2。
圖10.（a）膜的油/水分離過程，（b）PAN/TiO2基膜的水通量和油/水分離效率，（c-e）五個過濾循環后亞甲基藍溶液的吸光度（過濾前后膜的宏觀變化顯示在上部）：（c）PAN/TiO2，（d）M-PAN/TiO2，（e）PDA@M-PAN/TiO2。
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