近日，我校區中歐膜技術研究院副院長、海洋科學與技術學院張瑛潔教授團隊在超疏水膜材料製備與油水分離領域取得重大突破，開發了一種簡便的方法，通過以聚偏氟乙烯（PVDF）溶液作為腔內溶液，活性含硅單體作為外部溶液，利用同軸靜電紡絲技術製備出具有分層化學結構和微納米級形貌的超疏水納米纖維膜（PVDF-co-PDMS-AS）。該工作成果以《構造可擴展的超疏水膜用於超快速水油分離》（Constructing Scalable Superhydrophobic Membranes for Ultrafast Water-Oil Separation）為題在線發表在著名期刊《ACS Nano》（美國化學學會——納米材料IF=14.588）上。我校區城市水資源與環境國家重點實驗室成員、海洋科學與技術學院程喜全副教授為該工作的第一作者，在讀研究生焦陽為第二作者。

在同軸靜電紡絲製備過程中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液和PVDF溶液可能在噴絲頭中相互擴散。受限於噴絲頭長度，聚合物溶液在噴絲頭軸向形成濃度梯度。當從針頭中噴出溶液時，由於PDMS和PVDF溶液的物理性質差異，在PVDF溶液相轉化與PDMS單體交聯過程中，形成了具有包埋微球結構的納米纖維選擇性層。作者對膜的潤濕性、形態和表面化學進行了表徵，並研究了納米纖維膜對油包水乳液的分離性能。憑藉精細定製的膜結構和表面性能，該膜表現出了超快的滲透性，用於分離水-正辛烷乳液溶液的滲透通量為17331 L m^-2 h^-1 bar^-1、水-甲苯乳液溶液的滲透通量為35751 L m^-2 h^-1 bar^-1。結果表明，該複合膜可以有效去除150 nm以上的水滴，分離效率更是高達99.6％，並且在20次循環後仍具有出色的性能，顯示出在油包水乳液分離方面的廣闊的應用前。  

文章鏈接：//doi.org/10.1021/acsnano.1c00158

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