研究背景
随着社会的发展，水污染逐渐成为阻碍人们对美好生活追求的绊脚石。作为两种典型的污染物，染料和油类会严重破坏生态和危及人体健康。聚合物膜技术由于其低成本、高效率、低污染等优点而被广泛应用。然而，能同时除去废水中的多种污染物，且适用于复杂水体环境的膜材料依旧少见。聚砜由于化学性质稳定，被广泛用于污水处理领域；但聚砜纳滤/微滤膜通常需要能量投入，且效率相对较低。增强聚砜基复合膜对污染物的分离效率、抗污染性和功能性依旧具备较高的研究价值。
文章要点
本工作通过将静电纺丝制备聚砜复合纤维膜，而后通过水热反应在聚砜纤维表面自组装形成二氧化钛纳米颗粒，经研究发现，钛酸丁酯和聚乙烯吡咯烷酮促使二氧化钛纳米颗粒略团聚沉积在纤维表面，增加FPT-A膜的粗糙度和疏水性。此外经过紫外光照射的FPT-A-UV膜，显现出既亲水又亲油的特性，亲水性源自复合膜的紫外光下产生的Ti-OH，亲油性则来自暴露的聚砜和Ti-O键。并且该FPT-A-UV膜还展现出良好亚甲基蓝吸附效应，与光催化相结合产生优秀的协同作用；在碱性PH=12的条件下，对100mg/L的MB去除率可达92.6%。双亲F10P10T5-A-UV膜也展现出良好的破乳能力，对不同环境下的水包油和油包水乳液均有良好的反乳化效果。F10P10T5-A-UV膜可过滤除去含MB的水包油乳液(MB浓度为9 mg/L)中的油和染料(染料去除率达90%)。本工作克服了聚砜膜低通量的弱点，通过紫外光改变二氧化钛的物理化学性质，为聚砜在水处理领域的应用提供了新方法。
图文展示
图1 FPT-A纤维膜水热自组装前后的形貌和EDS结果
图2 FPT-A纤维膜的(a)红外光谱图、(b) WAXD图、(c)孔隙率、(d, e) TGA曲线和(f)复合膜对油的抵抗能力
图3 FPT-A-UV膜在紫外光下降解MB
图4 FPT-A-UV膜用于水包油和油包水乳液分离
图5 F10P10T5-A-UV膜破乳和MB去除
图6 F10P10T5系列膜的XPS曲线
本工作以“UV-activated superwetting ability of electrospun polysulfone/titanium dioxide membranes toward highly efficient methylene blue removal and oil/water separation”为题发表在工程技术类一区期刊Journal of Membrane Science上。论文的第一作者为西南交通大学化学学院2021级硕士生陈尚宇，通讯作者为西南交通大学化学学院黄婷老师和王勇教授。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.122450
