油气溶胶是一种悬浮于空气中的蒸发性液体，普遍存在于烹调、金属切割等平淡生涯及工业出产场景中。这些溶胶含有包括多环芳烃在内的多种无益物资，永久骄横于此类环境会增多患呼吸系统疾病和肿瘤的风险。在工业环境中，油气溶胶的存在还可能导致竖立故障频发和动力滥用增多。由于油气溶胶具有高粘性和流动性，其分离过滤经由较为复杂，现存过滤材料主要随和提高过滤效劳和镌汰开动阻力，而关于材料的可重迭使用性和清洁便利性的究诘相对较少。当今j9九游会，大大批滤材需要豪迈更换，这不仅增多了调治资本，还可能因措置失当，对环境形成胁制。因此，斥地一种高效、低阻且可重迭使用和易于清洁的油气溶胶过滤材料，关于缩小经济包袱和环境压力具有进犯道理。

近日，中国科学院城市环境究诘所郑煜铭究诘员团队在期刊《Separation and Purification Technology》上，发表了最新究诘恶果“Environmentally durable and washable tanghulu-like amphiphobic fluorinated PVA/SiO2 electrospun nanofibrous membrane for efficient and reusable oil aerosol filtration”。本文的第一作家为陈江萍助理究诘员，通信作家为郑煜铭究诘员和邵再东助理究诘员。

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究诘团队通过静电纺丝和善相氟化千里积本事，胜利制备了一种新式氟化PVA/SiO2纳米纤维膜（F-PVA/SiO2）。该膜具有肖似中国传统糖葫芦的独到纤维结构，其中PVA纳米纤维周期性踱步着SiO2纳米突起，显贵增强了纤维名义不详度。富含羟基的PVA基质与氟化层有精良连结力，形成了剖判的双疏性涂层。这种涂层在室温下至少能保握一年的剖判性，况且具有抗有机溶剂溶胀的特质。获利于这种革新蓄意，F-PVA/SiO2膜施展出高过滤效劳（>95.58%）、优异的过滤品性因子（0.0190 Pa-1）和12.8 g m-2的油负载才调。此外，该滤膜还具有出色的可清洁性，好像通过有机溶剂润洗罢了再生，即使在10次一语气的过滤与清洗轮回中，其过滤性能仍是保握剖判。F-PVA/SiO2膜的高效过滤性能与优异的永恒性，展现出其在油气溶胶过滤界限的渊博期骗出息。

图1：(a) PVA, (b) PVA/SiO2, (c) F-PVA, and (d) F-PVA/SiO2滤材的SEM图像，过头对应的纤维直径踱步，以及纤维膜不详度分析。

SEM图像骄横，掺杂SiO2纳米颗粒后的静电纺丝纤维具有周期性的纳米隆起结构，其平均直径为0.52±0.06 μm（图1b）。经过气相千里积处理后，F-PVA/SiO2纤维的不详结构仍是存在，名义不详度为3.2983 μm。SEM图像进一步骄横，氟化处理后的F-PVA/SiO2滤材的孔隙结构保握了绽开且连通的情状，丰富的纤维间空闲促进了空气在膜材料里面的浸透，有用镌汰了过滤阻力。

图2：F-PVA/SiO2膜的名义润湿性能。

F-PVA/SiO2膜施展出显贵的疏油性和超疏水性特征（图2），对油和水的斗争角分手为142.9º和151.0º。图2f直不雅展示了红色大豆油滴和蓝色水点在F-PVA/SiO2滤材名义的润湿性。为了评估其双疏性能的剖判性，对制备的滤材进行了包括超声处理、酸碱浸泡、低温冷冻和干冷老化等多种严苛条款的处理。测试甘休标明，经过这些处理后，滤材的疏油和疏水性质保握剖判，莫得发生较着变化（图2e）。这些甘休确认了F-PVA/SiO2膜在本色期骗中具有出色的剖判性和后劲。

图3： F-PVA/SiO2膜的油气溶胶过滤性能。

F-PVA/SiO2膜施展出对油气溶胶精良的过滤性能（图3a）。与原始PVA膜比拟，引入SiO2后，PVA/SiO2膜的过滤品性因子显贵栽培，从0.0157 P-1增多至0.0199 Pa-1。氟化处理后，品性因子稍许下跌至0.0190 Pa-1。总体而言，F-PVA/SiO2膜在过滤效劳和压力降之间施展出精良的均衡。将F-PVA/SiO2膜与其他文件中报说念的双疏膜材料进行油气溶胶过滤性能对比（图3b），在面风速为5.33 cm s-1条款下，F-PVA/SiO2膜施展出了优异的性能。

图4：F-PVA/SiO2膜对油气溶胶的负载性能、膜材料十次“过滤-清洗”经由性能变化图，以及被石蜡油细颗粒物胁制后的氟化膜和未氟化膜清洗后SEM图像。

对F-PVA/SiO2膜进行屡次的“过滤-清洗”轮回测试（图4）。氟化后的滤膜对油气溶胶施展出精良的负载才调，容污量达12.83 g m-2。F-PVA/SiO2膜精良的双疏剖判性使其名义千里积的油膜不错被有机溶剂润洗脱去（图4c），且经过10次“清洁-胁制”轮回后，F-PVA/SiO2膜的过滤性能依旧保握剖判（图4b），而未氟化处理的PVA膜在有机溶剂清洗后发生了较着的纤维溶胀气候（图4d）。以上性能评释，F-PVA/SiO2膜在油气溶胶过滤期骗中不仅具有精良的再生才调，还具备重迭使用的剖判性。

论文连络：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586624046264j9九游会

发布于：江苏省