目前迫切需要開發低能耗的油水乳液分離新技術，特別是在表面活性劑穩定乳液的情況下。電紡纖維膜（EFM）由于其高孔隙率而具有高滲透性，因此可能有利于油/水乳液分離。然而，EFM中的高孔隙率限制了200nm以下的水滴與乳液的分離。在此，研究者通過乙基纖維素（EC）膠體和聚四氟乙烯（PTFE）納米顆粒的自組裝，以及隨后在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）EFM上的自組織，制備了一種非均相EFM，以實現小顆粒水滴與油/水乳液的分離。通過形態、吸水率、粒徑分布、TG、BET、Karl Fischer測試和表面張力表征，揭示了制備機理、油水乳液分離效果和機制。結果表明，所制備的非均相結構EFM可以在膜分離過程中去除油水乳液中的全粒徑水滴，尤其是200nm以下的水滴。羥基、疏水性PTFE納米粒子和疏水性PMMA形成了異質結構，對水滴施加不同的方向力。油水乳液分離的主要功能是尺寸篩分和吸水。
圖1.PMMA-EC-PTFE EFM的制備方案。（a）PTFE-EC的可逆自組裝。（b）PTFE-EC在PMMA EFM上的自組織過程。（c）PMMA-EC-PTFE EFM膜的異質結構及其分離示意圖。（d）PTFE-EC的自組裝機制。（e）PTFE-EC在PMMA EFM上的自組織機制。（f）PMMA-EC-PTFE EFM上異質結構的油水分離結果示意圖。
圖2.自組裝前后的膠體粒度分布。（a）EC膠體粒度分布。（b）聚四氟乙烯納米粒子的粒度分布。（c）無自組裝的PTFE-EC的粒度分布。（d）自組裝PTFE-EC的粒度分布。（e）自組裝解離后PTFE-EC的粒度分布。
圖3.a）EC膠體的TEM形態。b）PTFE-EC膠體的TEM形態。c）自組裝示意圖（s1和s2表示自組裝前后重疊的面積，l1和l2表示自組裝前后球中心之間的距離）。
圖4.（a）PAN EFM、（b）PMMA EFM、（c）PS EFM、（d）PMMA-EC EFM和（e）PMMA-EC-PTFE EFM的形態。（f）PMMA-EC-PTFE EFM上F元素分布的EDS。（g）PMMA-PTFE EFM的TEM形態。（h）PMMA-EC-PTFE EFM的TEM形態。
圖5.（a）PMMA纖維的BET等溫吸附和解吸。（b）PMMA纖維的孔體積和孔徑分布。（c）液相誘導過程中PMMA EFM的透射率。（d）孔徑在0-35nm范圍內的PMMA纖維的孔體積和孔徑分布。
圖6.EFM的（a）水、（b）乙二醇和（c）油接觸角。（d）PMMA-EC EFM的動態水接觸角。（e）FTIR光譜分析。
圖7.EFM的油下吸水能力：（a）PAN EFM，（b）PMMA EFM，（c）PS EFM，（d）PMMA-EC EFM，（e）PMMA-PTFE EFM，（f）PMMA-EC-PTFE EFM。（I：EFM。II：EFM用油浸泡，然后用染色水滴定。III：滴定4小時后的EFM。IV：40℃熱處理1小時的EFM）。
圖8.通過PMMA-EC-PTFE EFM分離的（a）油、（c）乳液和（e）濾液的光學顯微鏡形態。（b）油的粒度分布。（d）乳液的廷德爾效應。（f）通過PMMA-EC-PTFE EFM分離的濾液的粒度分布。
圖9.通過（a）PAN EFM、（c）PMMA EFM、（e）PS EFM和（g）PMMA-EC EFM分離的濾液的光學顯微鏡形態。（b）通過PAN EFM分離的濾液的粒度分布。（d）通過PMMA EFM分離的濾液的粒度分布。（f）通過PS EFM分離的濾液的粒度分布。（h）PMMA-EC-EFM分離濾液的廷德爾效應。
圖10.均質結構膜的分離機理示意圖。
圖11.（a）PMMA-O和PMMA-O-W-F的TG曲線。（b）PMMA-EC-PTFE-O和PMMA-EC-PTFE-O-W-F的TG曲線。（c）PMMA-EC-PTFE EFM分離油水乳液的循環實驗。
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