目前迫切需要开发低能耗的油水乳液分离新技术，特别是在表面活性剂稳定乳液的情况下。电纺纤维膜（EFM）由于其高孔隙率而具有高渗透性，因此可能有利于油/水乳液分离。然而，EFM中的高孔隙率限制了200nm以下的水滴与乳液的分离。在此，研究者通过乙基纤维素（EC）胶体和聚四氟乙烯（PTFE）纳米颗粒的自组装，以及随后在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）EFM上的自组织，制备了一种非均相EFM，以实现小颗粒水滴与油/水乳液的分离。通过形态、吸水率、粒径分布、TG、BET、Karl Fischer测试和表面张力表征，揭示了制备机理、油水乳液分离效果和机制。结果表明，所制备的非均相结构EFM可以在膜分离过程中去除油水乳液中的全粒径水滴，尤其是200nm以下的水滴。羟基、疏水性PTFE纳米粒子和疏水性PMMA形成了异质结构，对水滴施加不同的方向力。油水乳液分离的主要功能是尺寸筛分和吸水。
图1.PMMA-EC-PTFE EFM的制备方案。（a）PTFE-EC的可逆自组装。（b）PTFE-EC在PMMA EFM上的自组织过程。（c）PMMA-EC-PTFE EFM膜的异质结构及其分离示意图。（d）PTFE-EC的自组装机制。（e）PTFE-EC在PMMA EFM上的自组织机制。（f）PMMA-EC-PTFE EFM上异质结构的油水分离结果示意图。
图2.自组装前后的胶体粒度分布。（a）EC胶体粒度分布。（b）聚四氟乙烯纳米粒子的粒度分布。（c）无自组装的PTFE-EC的粒度分布。（d）自组装PTFE-EC的粒度分布。（e）自组装解离后PTFE-EC的粒度分布。
图3.a）EC胶体的TEM形态。b）PTFE-EC胶体的TEM形态。c）自组装示意图（s1和s2表示自组装前后重叠的面积，l1和l2表示自组装前后球中心之间的距离）。
图4.（a）PAN EFM、（b）PMMA EFM、（c）PS EFM、（d）PMMA-EC EFM和（e）PMMA-EC-PTFE EFM的形态。（f）PMMA-EC-PTFE EFM上F元素分布的EDS。（g）PMMA-PTFE EFM的TEM形态。（h）PMMA-EC-PTFE EFM的TEM形态。
图5.（a）PMMA纤维的BET等温吸附和解吸。（b）PMMA纤维的孔体积和孔径分布。（c）液相诱导过程中PMMA EFM的透射率。（d）孔径在0-35nm范围内的PMMA纤维的孔体积和孔径分布。
图6.EFM的（a）水、（b）乙二醇和（c）油接触角。（d）PMMA-EC EFM的动态水接触角。（e）FTIR光谱分析。
图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小时后的EFM。IV：40℃热处理1小时的EFM）。
图8.通过PMMA-EC-PTFE EFM分离的（a）油、（c）乳液和（e）滤液的光学显微镜形态。（b）油的粒度分布。（d）乳液的廷德尔效应。（f）通过PMMA-EC-PTFE EFM分离的滤液的粒度分布。
图9.通过（a）PAN EFM、（c）PMMA EFM、（e）PS EFM和（g）PMMA-EC EFM分离的滤液的光学显微镜形态。（b）通过PAN EFM分离的滤液的粒度分布。（d）通过PMMA EFM分离的滤液的粒度分布。（f）通过PS EFM分离的滤液的粒度分布。（h）PMMA-EC-EFM分离滤液的廷德尔效应。
图10.均质结构膜的分离机理示意图。
图11.（a）PMMA-O和PMMA-O-W-F的TG曲线。（b）PMMA-EC-PTFE-O和PMMA-EC-PTFE-O-W-F的TG曲线。（c）PMMA-EC-PTFE EFM分离油水乳液的循环实验。
