DOI: 10.1039/c9en00883g
石油勘探、生產和運輸過程中的意外溢油對環境構成重大威脅，目前這仍然是一個重大的挑戰。鑒于，普通的聚合物膜經常出現表面結垢，這限制了它們的長期實際應用，并使其很難以有效的通量穩定性和分離效率進行循環利用。本文報告了一種通用的多孔結構聚乙烯醇（PVA）為基礎的納米纖維膜（NFM）和氧化石墨烯（GO），通過簡單直接的靜電紡絲法制備，以修復油污水。制備PVA-GO 納米纖維膜時要考慮有效的孔幾何形狀和選擇性潤濕性，以促進完全在重力作用下的油水乳液的分離，并控制GO的比例和相容性以避免聚集，從而使其易于旋轉。PVA 納米纖維膜的形態在GO的存在下發生了徹底的改變，這是由于其均勻的分布、強大的機械強度和出色的熱穩定性。結果，完全在重力作用下，由于GO的存在所制備的PVA-GO 納米纖維膜對無表面活性劑和表面活性劑穩定的油水乳液的分離效率達到99%以上，其水通量約為45和30 L m-2 h-1。此外，PVA-GO 納米纖維膜即使在循環使用后仍然保持其實際的選擇性和表面潤濕性，從而能夠以幾乎相同的分離效率和水通量進行長期應用。本文提出的膜制備方法是一種有效的節能過濾方法，具有抗油性能和可重復使用性，有望用于水凈化和處理過程中，特別是在油污水的修復方面。
圖1不同比例的PVA-GO溶液的光學顯微鏡圖像。6/4 PVA-GO（a）、7/3 PVA-GO（b）、8/2 PVA-GO（c）和9/1 PVA-GO（d）。
圖2 PVA（a）和PVA/GO（b）納米纖維膜的SEM圖像。制備的PVA和PVA-GO 納米纖維膜的TGA（c）和應力-應變（d）曲線。鍵結構的納米纖維膜的破壞機制（e）。
圖3 PVA、PVA/GO和GO納米纖維膜的ATR-FTIR光譜（a）。PVA、PVA/GO和GO納米纖維膜的N2吸附-解吸等溫線（b）。由N2等溫線重建的ln（V/Vmono）與ln（In（P/P0））的圖（c）。PVA、PVA/GO和GO納米纖維的NLDFT 孔徑分布曲線（d）。
圖4動態照片顯示了快速的水滲透和潤濕過程（a）。PVA-GO納米纖維的水下抗油性能（b）。實時圖像記錄了PVA-GO 納米纖維優異的防污性能（c）。
圖5在不同乳液的濾液中，通過PVA納米纖維（a）和PVA-GO 納米纖維（b）的TOC含量和相應的分離效率。在重力作用下，不同乳液通過PVA和PVA-GO 納米纖維的滲透通量（c）。制備的SDS穩定的水包油型乳液和濾液的紫外-可見光譜（d）。
圖6分離前（左）和分離后（右）的無表面活性劑（上）和穩定乳液（下）的光學顯微鏡圖像和數碼照片（a）。示意圖顯示SFEs和SSEs的假定分離過程（b）。使用PVA/GO納米纖維的水通量隨油水混合物分離循環的變化（c）。
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