DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.117676
電紡納米纖維膜（ENM）由于其獨特的性能在廢水處理中顯示出巨大的優勢和潛力。然而，尋找一種綠色、高效的環境友好型生物降解材料來處理油、染料和重金屬離子同時存在的復雜廢水仍然是一項挑戰。在這項工作中，以此為目的構建了一種纖維素基光催化ENM。所制備的雜化ENM以靜電紡絲脫乙酰乙酸纖維素/聚乙烯吡咯烷酮（CeP）納米纖維為骨架核，原位合成β-羥基氧化鐵修飾的鐵基MOF（β-FeOOH@MIL-100（Fe））異質結為光催化殼。芯鞘結構的ENM具有超高的MIL-100（Fe）負載量（78wt％），較大的比表面積（1105 m2/g）和分散良好的β-FeOOH納米棒。得益于這些多孔且親水的MIL-100（Fe），以及β-FeOOH@MIL-100（Fe）強大的光催化-芬頓協同作用，所制備的ENM具有優異的性能，對油脂（99.5％）、染料（99.4％）和鉻離子（Cr（VI））（99.7％）的同時去除效率很高。另外，由于其固有的自清潔功能，光催化ENM可以長期重復使用。
圖1.（a）制備芯鞘結構β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP NFM的示意圖。每個合成步驟中電紡納米纖維的形態變化。（b，b-1，b-2）CA/PVP（CAP）納米纖維；（c，c-1，c-2）脫乙酰CA/PVP（CeP）納米纖維；（d，d-1，d-2）MIL-100（Fe）/CeP超細纖維；（e，e-1，e-2）β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP的SEM和TEM圖像。（f）β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP以及C、Fe、Cl、O和N元素的EDS映射圖像。
圖2.（a）CA/PVP比對MOF負載的影響。（c）在不同階段的纖維直徑分布。（b）MIL-100（Fe）顆粒和MIL-100（Fe）/CeP NFM的N2吸附等溫線和（d）PSD。（b，d）中的插圖顯示了MIL-100（Fe）顆粒和MIL-100（Fe）/CeP的孔結構參數。在0.01-0.1的分壓范圍內計算SBET。
圖3.（a）CeP、MIL-100（Fe）/CeP、β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP、MIL-100（Fe）和β-FeOOH的XRD圖譜和（b）FT-IR光譜；（c）β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP的XPS圖譜；（d）Fe2p結合能譜，（e）O1s結合能譜和（f）C1s結合能譜。
圖4.（a）不同階段水接觸角的變化，（b）CeP和β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP上的油潤濕狀態示意圖。（c）β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM的水下親水性。（d）用于SSEs凈化的油/水乳化液分離裝置的演示照片。（e，f）在0.1bar下通過β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM的SFEs（左）和SSEs（右）油/水乳液的滲透通量和分離效率。
圖5.（a）β-FeOOH@MIL-100（Fe）異質結的協同吸附和光芬頓協同降解機理。（b）CeP、MIL-100（Fe）/CeP和β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM的紫外-可見漫反射光譜（DRS）。（c，f）在可見光照射下，當CeP、CAP、MIL-100（Fe）/CeP和β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM存在時MB和Cr（VI）的光催化活性曲線。（e）在60mg/L的染料濃度下，CeP、CAP、MIL-100（Fe）/CeP和β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM的吸附容量比較。（d）用β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM處理的MB水溶液的紫外-可見吸收光譜，以及（g）不同樣品的擬一級動力學相關擬合曲線。
圖6.（a）廢水處理用循環膜的合理機制。（b）ENMs在不同階段的照片。i）原始β-FeOOH@MIL-100（Fe）/CeP ENM的照片；ii）黑暗條件下過濾后的ENM；iii）弱光條件下過濾后的ENM；iv）通過光催化處理清潔的ENM。（c，d）在連續光照（c）和黑暗（d）條件下，在循環實驗中MB/Cr（VI）/石油醚表面活性劑穩定乳液的去除效率變化。
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