DOI:10.1016/j.seppur.2020.117116
随着纳米技术的飞速发展，电纺纳米纤维的制备越来越受到重视。电纺纳米纤维膜因其高比表面积、高孔隙率和良好的功能性而在许多领域中发挥着重要作用。特别是在废水处理领域，电纺纤维膜解决了传统方法能耗高、效率低、回收利用困难的缺点。在本文中，研究者首先介绍静电纺丝技术的影响因素以及制备不同形态纳米纤维的研究进展。然后，描述了电纺纳米纤维吸附和过滤工业废水的机理。此外，总结了电纺纳米纤维膜在废水处理中的研究与发展。最后，探讨了该领域的挑战和发展前景。
图1.在科学网之后的十年中，关于纳米纤维、电纺纳米纤维、废水处理用电纺纳米纤维的年度出版物数量的示意图。
图2.电纺纳米纤维的结构及其应用。不同的静电纺丝设备获得具有不同形态的各种纳米纤维。纳米纤维表面的特殊润湿性对废水处理的应用有重要影响。
图3.（A）吸附膜；（B）过滤膜的示意图。
图4.具有不同形态的电纺纤维的SEM图像。（a）核壳结构；（b）中空结构；（c）多孔结构；（d）定向结构。
图5.用于制备对准的阵列纳米纤维的装置的示意图。（a）在集电极中加入由间隙隔开的两条导电硅条；（b）将铜丝滚筒的两个带状磁铁引入集电极区域；（c）将两个带状磁铁引入集电极区域；（d-f）所得纤维的SEM图像。
图6.液体润湿模式和分离过程示意图。（a）超亲水性；（b）超疏油性。
图7.电纺纤维膜对金属离子和染料的吸附机理。（a）物理吸附；（b）化学吸附。
图8.（a）CA、PI和PI/CA膜的应力-应变曲线（伸长行为）；（b）sc-PLA膜的杨氏模量；（c）不同PU膜的WCA；（d）在1000次拉伸循环后PU-PDA-H的WCA，插图显示了在1000次拉伸循环后拉伸和缩回的PU-PDA-H的SEM图像；（e）PAN/HPEI/PDA膜的WCA和OCA；（f）CM-4对乳液的分离性能；（g）Fe3+–PA/OTMS/PI纳米纤维膜浸入盐溶液和有机溶剂中1天的WCAs；（h）在pH6.5和12的DCPI膜表面上的水滴（2μL）的照片；（i）SNMs表面对于由CO2和N2触发的水滴的可逆润湿性。
图9.（a）PF5；（b）HPM；（c）PLA/γ-Fe2O3；（d）D30-T的SEM图像；以及相应的吸油量（e），（f），（g），（h）。
图10.（a）（PS/CS）1和（PS/CS-REC）1的解吸性能和可重复使用性；（b）CS/PVA/沸石纳米纤维膜吸附重金属离子的循环过程；（c）与各种浓度的Pb2+相互作用后DCA-PMDA的光学图像；（d）pCAFM/AuNC对Pb2+的吸附能力；（e）用于Cr（VI）吸附-解吸循环的B-PEI-FePAN；（f）CE/PVA膜对Li+和Mn+的选择性。
图11.不同的PVDF/PDA/PPy膜样品对（a）MB和（b）CR的吸附能力；（c）PVDF/GO膜的平衡吸附容量与MB溶液的初始浓度之间的关系；（d）MB吸附在差速交联的SA纳米纤维膜上的Langmuir图；（e）CDBEF过滤MB/MO混合溶液前后的照片；（f）不同铁含量的FeCNF样品和PDA/PEI/FeCNF50杂化纳米纤维膜的吸附速率随时间的变化。
