DOI: 10.1039/c9en00883g
石油勘探、生产和运输过程中的意外溢油对环境构成重大威胁，目前这仍然是一个重大的挑战。鉴于，普通的聚合物膜经常出现表面结垢，这限制了它们的长期实际应用，并使其很难以有效的通量稳定性和分离效率进行循环利用。本文报告了一种通用的多孔结构聚乙烯醇（PVA）为基础的纳米纤维膜（NFM）和氧化石墨烯（GO），通过简单直接的静电纺丝法制备，以修复油污水。制备PVA-GO 纳米纤维膜时要考虑有效的孔几何形状和选择性润湿性，以促进完全在重力作用下的油水乳液的分离，并控制GO的比例和相容性以避免聚集，从而使其易于旋转。PVA 纳米纤维膜的形态在GO的存在下发生了彻底的改变，这是由于其均匀的分布、强大的机械强度和出色的热稳定性。结果，完全在重力作用下，由于GO的存在所制备的PVA-GO 纳米纤维膜对无表面活性剂和表面活性剂稳定的油水乳液的分离效率达到99%以上，其水通量约为45和30 L m-2 h-1。此外，PVA-GO 纳米纤维膜即使在循环使用后仍然保持其实际的选择性和表面润湿性，从而能够以几乎相同的分离效率和水通量进行长期应用。本文提出的膜制备方法是一种有效的节能过滤方法，具有抗油性能和可重复使用性，有望用于水净化和处理过程中，特别是在油污水的修复方面。
图1不同比例的PVA-GO溶液的光学显微镜图像。6/4 PVA-GO（a）、7/3 PVA-GO（b）、8/2 PVA-GO（c）和9/1 PVA-GO（d）。
图2 PVA（a）和PVA/GO（b）纳米纤维膜的SEM图像。制备的PVA和PVA-GO 纳米纤维膜的TGA（c）和应力-应变（d）曲线。键结构的纳米纤维膜的破坏机制（e）。
图3 PVA、PVA/GO和GO纳米纤维膜的ATR-FTIR光谱（a）。PVA、PVA/GO和GO纳米纤维膜的N2吸附-解吸等温线（b）。由N2等温线重建的ln（V/Vmono）与ln（In（P/P0））的图（c）。PVA、PVA/GO和GO纳米纤维的NLDFT 孔径分布曲线（d）。
图4动态照片显示了快速的水渗透和润湿过程（a）。PVA-GO纳米纤维的水下抗油性能（b）。实时图像记录了PVA-GO 纳米纤维优异的防污性能（c）。
图5在不同乳液的滤液中，通过PVA纳米纤维（a）和PVA-GO 纳米纤维（b）的TOC含量和相应的分离效率。在重力作用下，不同乳液通过PVA和PVA-GO 纳米纤维的渗透通量（c）。制备的SDS稳定的水包油型乳液和滤液的紫外-可见光谱（d）。
图6分离前（左）和分离后（右）的无表面活性剂（上）和稳定乳液（下）的光学显微镜图像和数码照片（a）。示意图显示SFEs和SSEs的假定分离过程（b）。使用PVA/GO纳米纤维的水通量随油水混合物分离循环的变化（c）。
