PI nanofiber membranes with pH-responsive wettability fabricated through solution blow spinning for efficient on-demand oil-water separation

材料科学 纺纱 化学工程 超亲水性 纳米纤维 润湿 渗透 水处理 可重用性 纳米技术 高分子化学 复合材料 环境工程 化学 环境科学 生物化学 计算机科学 工程类 程序设计语言 软件
作者
Ziqiang Zhao,Jinhua Dong,Wenhao Dong,Lanlan Wang,Ping Wang,Yuqi Zhou,Haoxuan Li,Qingsheng Liu,Bingyao Deng,Dawei Li
出处
期刊:Journal of environmental chemical engineering [Elsevier BV]
卷期号:11 (6): 111565-111565 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jece.2023.111565
摘要

Nanofiber membranes (NFMs) are widely used in oil-water separation area due to their unique structure and properties. However, achieving efficient and on-demand separation of oil-water mixtures using NFMs remains a challenge. Herein, we prepared polyimide nanofiber membranes (PI-NFMs) with fluffy structures through solution blow spinning (SBS), and the average diameter of the PI nanofibers was 506.1 ± 75.6 nm. The PI-NFMs exhibited excellent pH responsiveness, demonstrating the ability to swiftly convert their wetting properties between highly hydrophobic and superhydrophilic through a simple acid-alkali treatment. Additionally, the conversion between oil removing model and water removing model according to the type of oil-water mixture was realized. The performance of the membranes in separating oil and water was evaluated using five different densities of oil-water mixtures. Only driven by gravity, the membrane exhibits good separation efficiency and extremely high permeate fluxes with the water and oil fluxes to 37,641.84 and 71,083.16 L·m−2·h−1, respectively, which also shows decent reusability. This work presents a promising solution for the intelligent, efficient, and controllable treatment of industrial oil effluents and oil spills.
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