隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，化工廠排放的含油廢水以及漏油事故造成的油污染事件將逐漸增多，導(dǎo)致嚴(yán)重的水污染，這一現(xiàn)象會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)惡化，使人們賴以生存的淡水資源受到巨大威脅。因此基于其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的重要性，在全球范圍內(nèi)，油水混合物的分離都已成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。近期，由于聚合物具有多樣性和可加工性的優(yōu)勢(shì)，大量研究人員使用聚合物來制造油水分離膜。制備油水分離聚合物膜需要兩個(gè)前提，一是材料對(duì)油水具有特殊浸潤性，二是具有3D多孔結(jié)構(gòu)。
圖1.竹子造紙工藝：（a1）竹子;（b1）竹內(nèi)部纖維素排列示意圖;（c1）竹纖維素微纖維；（d1）濾紙。合成纖維(POM)制備微纖維膜的工藝流程：（a2）合成纖維(POM纖維)。（b2）POM拉伸纖維內(nèi)部取向的原纖化結(jié)構(gòu)；（c2）PMF；（d2）PMFM。
POM微纖維是一種具有潛力的油水分離材料，它有十分優(yōu)異的疏水性和親油性，高度穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，以及獨(dú)特的微纖維材料的可回收性和可變形性。
圖2.（a）用POM初生纖維和POM拉伸纖維制備POM初生纖維粉末和PMF的工藝，以及機(jī)械剪切、粉碎和拆解示意圖；（b）POM初生纖維粉末；（c）PMF；（d）（g）PMFM照片；（e）POM初生纖維粉末的SEM照片；（f）PMF的SEM照片。
PMF具有超親油性。PMF可在0.1s內(nèi)將油完全吸附，并且對(duì)于各種油和有機(jī)溶劑的吸附量在11-20倍。其中對(duì)于氯仿的吸附量最大，為自身重量的19.5倍，且在10次循環(huán)內(nèi)仍能保持較高的吸附量。
圖4.（a）環(huán)己烷吸附；（b）氯仿的吸附；（c）PMF在10個(gè)循環(huán)內(nèi)對(duì)氯仿和環(huán)己烷的吸附能力；（d）PMF對(duì)各種油和有機(jī)溶劑的吸附能力。
圖5.（a）PMFM吸附和分離水中的氯仿；（b）PMFM吸附和分離水中的環(huán)己烷；PMF吸附和分離水中的氯仿；（d）PMF吸附和分離水中的環(huán)己烷。
圖7.（a）PMF浸入各種油和有機(jī)溶劑后的剩百分比；（b）10個(gè)循環(huán)內(nèi)，回收的PMF的空氣、環(huán)己烷和氯仿中的水接觸角，圖示為在空氣、環(huán)己烷、氯仿中靜置10小時(shí)的水接觸角；（c）回收的PMF的各種油和有機(jī)溶劑的油吸附量。（d）10個(gè)循環(huán)內(nèi)，回收的PMF的氯仿-水分離效率和連續(xù)分離效率。（e）將PMF構(gòu)造為油水分離杯進(jìn)行氯仿-水混合物的分離。
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論文DOI鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141332
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