近日,东华大学俞建勇院士、张世超研究员提出了一种基于电流体动力学策略的自组装聚合物纳米片锚定纳米纤维膜,成功实现了油包水乳液的高效分离。
该膜通过调控电纺丝过程中的相对湿度,形成茎状粗糙纳米纤维,并利用微电场诱导带电聚合物液滴变形、组装为叶状纳米片,锚定于纤维之上,构建出类似植物茎叶的分层结构。该结构凭借超浸润孔道与破乳-拦截协同作用,在分离效率(>99.32%)与通量(最高达4179 L m??h??)方面均表现优异。
油水混合物在石油开采和工业加工中普遍存在,对生态环境和人类健康构成严重威胁。其中,含有亚微米级分散液滴的乳化液因表面活性剂作用而极其稳定,难以高效分离。目前,膜分离技术虽具备高效、低碳等优势,但多数分离膜因孔结构单一、孔隙连通性差,导致分离效率与通量难以兼顾,开发新型高效分离材料迫在眉睫。
该研究通过电喷雾-成片技术成功制备出具有茎叶状分级结构的纳米片/纳米纤维膜,在乳液分离中实现了高效拦截、破乳与油相快速通过。膜材料兼具优良机械性能与可重复使用性,为高性能纤维纳米材料的设计开发提供了新思路,在环境保护与资源循环领域具有广阔应用前景。
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