导语
石油泄漏、工业废水等造成严重的水污染。另外，淡水短缺，也加剧了水资源的压力。因此，研究人员越来越重视含油废水的处理和盐水淡化的新技术。本期梳理了6篇关于静电纺纳米纤维膜在高效分离油水、可持续海水淡化方面的最新研究论文，供大家了解学习。
1、浙江大学徐志康等人J. Mater. Chem. A ( IF 14.511) ：由“移动界面”启用的自除垢 Janus 纳米纤维蒸发器用于太阳能驱动的高盐水淡化（2022.9.6）
➣挑战：多孔蒸发器驱动的太阳能脱盐是获取淡水的可持续途径。尽管出现了防结垢蒸发器，但由于多孔结构中不可避免的盐堆积，在高盐水中的持久蒸发仍然是一个巨大的挑战。
➣方法：浙江大学徐志康教授&中山大学杨皓程副教授&德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授开发了一种具有“移动界面”的自除垢 Janus 蒸发器 (SJE)，该蒸发器由 Fe3O4 嵌入的聚 (N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM) 纳米纤维层和亲水聚丙烯腈 (PAN) 纳米纤维层通过顺序静电纺丝制备。
➣创新点1：综合了Fe3O4的光热转化和PNIPAM的热响应性，SJE表现出从非对称润湿性(日光下)到亲水性(夜间)的可逆太阳诱导润湿性转变。
➣创新点2：在阳光照射下，顶部表面与蒸发界面(即空气-水界面)分离，避免盐在蒸发器上堆积，有利于太阳能蒸汽的高效产生。夜间，空气-水界面向上表面移动，显示出自除垢能力。
➣创新点3：SJE在一个太阳光照下表现出1.76 kg∙m-2∙h-1的高效水分蒸发速率，并在处理20 wt% NaCl溶液时表现出长期稳定性(超过5天)。
https://doi.org/10.1039/D2TA05555D
2、青岛大学龙云泽&范婷婷J. Hazard. Mater. ( IF 14.224 )：分层结构超疏水纳米纤维海绵，用于高效油水分离（2022.8.17）
➣挑战：石油泄漏对环境造成了严重的威胁，是一个亟待解决的巨大挑战，尤其在恶劣的环境条件下。
➣方法：青岛大学龙云泽&范婷婷提出在吹纺聚丙烯腈/氧化铝纳米纤维海绵上采用水热法和硬脂酸改性法制备超疏水氢氧化镍，成功制备了氢氧化镍改性聚丙烯腈海绵，实现了高效油水分离。
➣创新点1：多孔NPAS具有独特的分层结构，具有优异的分离效率和机械弹性。由于NPAS的超疏水和高孔隙率，其吸附能力可高达45 g g−1。
➣创新点2：不仅能分离稳定通量为12413 L m−2 h−1(二氯甲烷-水)的一系列油水混合物，而且能在重力作用下分离稳定通量为2032 L m−2 h−1(二氯甲烷包水)的乳液，分离效率均在99.92%以上，高于大多数报道的海绵。
➣创新点3：具有很强的耐酸碱性能，适用于恶劣环境条件下的危险材料处理应用。
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129790
3、东华大学覃小红&王黎明Nano Research ( IF 10.269 )：Janus静电纺丝纳米纤维膜，用于可持续的海水淡化 （2022.8.5）
➣挑战：Janus静电纺丝纳米纤维膜在太阳能驱动界面淡化、液体过滤、防水透气织物等领域引起了广泛关注。然而，Janus 结构的界面结合力较弱，易受损坏，因此，其耐用性和可持续性在实际应用中面临挑战。
➣方法：东华大学覃小红教授&王黎明教授基于动态Diels-Alder (DA)键设计，通过电纺聚丙烯乙二醇聚氨酯(PPG@PU)和聚二甲基硅氧烷基聚氨酯- CNT(PDMS@PU-CNTs)制备了简单可重构且完全自修复的Janus蒸发器。
➣创新点1：通过共价键缝合Janus膜的界面，直接提高界面附着力至22 N·m−1，构建集成蒸发器，从而实现在一个太阳下稳定的海水淡化率为1.34 kg·m−2·h−1。
➣创新点2：DA网络的可逆解离使蒸发器具有自修复和重构能力，之后光热性能保持不变。这是首次将交联自修复聚合物直接静电纺丝，实现了界面结合的改善和整个蒸发器的重构，为界面太阳能海水淡化提供了有前景的新设计和材料。
https://doi.org/10.1007/s12274-022-4733-4
4、中科院宁波材料所刘富&王建强 J. Membr. Sci. ( IF 10.530)：从水包油乳化液中连续分离和回收高粘度油（2022.8.1）
➣挑战：膜分离技术是一种很有前途的含油废水处理技术。然而，膜污染严重限制了它的实际应用，特别是在高粘度和高浓度的油中。
➣方法：中科院宁波材料所刘富&王建强采用多孔疏水聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜将油包水乳状液和萃取液(己烷)分离，并在膜的两侧流动。
➣创新点1：PVDF膜的强亲和性和己烷对油(如润滑油)的高溶解度使得油从乳液侧持续向己烷侧转移。当油包水乳化液用量为1%时，润滑油流量约为336 g/m2，当油包水乳化液用量为10%时，润滑油流量增加到935 g/m2。
➣创新点2：润滑油可以在低温（17 oC）和相对高温（67oC）下通过己烷蒸发很容易地回收。回收油的含水量 (0.10 ± 0.02%) 与原始样品 (0.11 ± 0.02%) 几乎相同。本研究提出的策略为处理高粘度和高浓度的水包油乳液提供了有效途径。
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.120876
5、新疆大学苏玉红&中国科学院马鹏程 J. Hazard. Mater.( IF 14.224)：双响应聚丙烯腈基静电纺丝膜，用于可控油水分离 （2022.7.9）
➣挑战：具有超疏水或超亲水性能的“除油”和“除水”材料可以选择性地将一种液体从油水混合物中分离出来，但阻止极性相反的液体的渗透。但功能单一的材料在实际操作中缺乏灵活性和可控性，限制了其在油水分离按需自动化中的应用。
➣方法：新疆大学苏玉红教授&中国科学院马鹏程研究员以N-异丙基丙烯酰胺和2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯为原料合成反应共聚物，并与聚丙烯腈进行静电纺丝制备智能复合膜。
➣创新点1：响应共聚物的引入使膜具有对pH值和温度的刺激响应润湿性。具体来说，在初始状态下，当油通过膜时，水被选择性地阻挡。经酸性水或CO2处理后，由于共聚物中叔胺基团的质子化而实现了反分离。
➣创新点2：由于膜的结构随温度的变化，水在热处理后选择性地通过膜。该膜能高效分离不同类型的油水混合物和表面活性剂稳定型乳剂。
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129565
6、江苏大学吴述平Carbohydrate Polymers ( IF 10.723 )：静电纺丝结合静电喷雾制备双层纳米纤维膜（2022.6.21）
➣挑战：重金属和有机染料污染因其高毒性和致癌性对人类和环境造成严重威胁。因此，迫切需要开发一种高效可行的去除重金属和染料污染物的水质净化技术。
➣方法：江苏大学吴述平首先采用静电纺丝法制备了CS/PVP/PVA纳米纤维膜作为基底。然后，通过电喷雾将CNTs掺杂到CS/PVP基质中，构建具有选择性的纳米通道。
➣创新点1：构建具有选择性的纳米通道。所得CS基纳米纤维膜的纯水渗透通量为1533.26 L·m-2·h-1，对重金属离子/染料的截留率较好。
➣创新点2：纳米纤维膜的合成过程中没有使用对环境有害的挥发性有机溶剂，符合可持续发展和绿色化学的理念。
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119756
