本研究采用靜電紡絲/電噴霧方法開發了一種特殊的夾層結構PAN/GO/SiO2微濾膜，用于高效油水分離。形態學和結構研究結果證實，將SiO2納米粒子（NPs）噴涂到PAN/GO納米纖維（NFs）的外表面會增加表面粗糙度并降低水接觸角值，這是提高親水性的原因。此外，向中間層添加SiO2 NPs可將孔隙率和膜通量分別提高到78%和423.7±7.1（L/m2.h）。油/水截留值表明PAN//GO-SiO2（1:1）//PAN-SiO2膜具有良好的性能。研究發現，親水性SiO2 NPs的存在帶來了最佳的油/水分離性能，在重力驅動下，對游離表面活性劑甲苯乳液的截留率超過98%，對其他類型油（泵油和葵花籽油）的截留率超過97%。
圖1.PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2的分步制備流程示意圖（A）。終端式油/水過濾系統示意圖（B）。
圖2.GO和GO-SiO2的XRD圖譜（A），GO、GO-SiO2和PAN//SiO2-GO//PAN的拉曼光譜（B），GO-SiO2的FTIR光譜（C），以及通過膜層的溶液路徑方案（D）。
圖3.PAN基層放大5和100,000倍的FESEM圖像（A和B），PAN纖維直徑的頻率（C），PAN//GO//PAN放大2和7,000倍的橫截面FESEM圖像（D和E），PAN//GO//PAN放大100,000倍的表面FESEM圖像（F），PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2放大8和15,000倍的橫截面FESEM圖像（G和H），PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2放大100,000倍的表面FESEM圖像（I）。
圖4.SiO2-GO納米雜化物的TEM照片。
圖5.PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2的FESEM圖像（A），Si、O和N（B、C和D）以及上述三種元素整體的分布圖（E），PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2的EDX分析（F）。
圖6.PAN//SiO2-GO//PAN（A）和PAN//SiO2-GO//PAN-SiO2（B）的AFM圖像。
圖7.所制備的膜在空氣中于5秒內的WCA（A）。PAN//GO-SiO2//PAN和PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2的UOCA（B）。用于測量水下油滴接觸角的裝置示意圖（C）。
圖8.GO和GO-SiO2的N2吸附/解吸等溫線（A）。M1：PAN//GO//PAN、M2：PAN//GO-SiO2//PAN和M3：PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2的孔隙率和平均孔徑，由泡點數據計算（B）。泡點測試示意圖（C）。
圖9.不同GO-SiO2比例的膜的水通量（A），不同膜的各種油（向日葵、甲苯、泵油）截留率（P<0.05表示顯著性）（B），分離有無表面活性劑（SDS和Tween80）的甲苯/水乳液時PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2的效率（C），以及水油分離過程中的膜功能方案（D）。
圖10.M1：PAN//GO//PAN、M2：PAN//GO-SiO2//PAN和M3：PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2的不同油水通量（A）及通量恢復率（FRR%）（B）比較，PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2在12個循環中分離無表面活性劑乳化甲苯的水通量（C），以及PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2分離不含表面活性劑的甲苯乳液的通量與時間的關系（D）。
圖11.使用PAN//GO-SiO2//PAN-SiO2分離前后，甲苯/水乳液的光學顯微圖像（A）以及油滴粒徑分布的DLS曲線（B）。
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