乳液分离

开发具有良好耐久性的高性能分离膜是一个极具挑战性的课题。本文报道了在胶原纤维膜( CFM )超分子纤维结构中嵌入UiO-66作为尺寸筛分位点，然后通过聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层制备化学和机械耐久超疏水膜的方法。所制备的CFM / UiO-66 ( 12 ) / PDMS膜具有毛细管效应增强的分离通量和均一的多孔孔道保证了较高的分离效率。该新型复合膜用作双层分离膜时，分离了各种表面活性剂稳定的油包水微乳液和纳米乳液，分离效率高达99.993   %，通量高达973.3   L m- 2   h- 1。与商用聚四氟乙烯( PTFE )膜相比，双层CFM / UiO-66 ( 12 ) / PDMS膜在分离通量上的优势明显，比商用PTFE膜提高了一个数量级。CFM / UiO-66 ( 12 ) / PDMS膜具有耐酸碱、耐紫外老化、可重复使用等特点，可用于乳状液分离。值得注意的是，CFM / UiO-66 ( 12 ) / PDMS膜具有较强的机械耐磨性能，与砂纸擦伤后仍能分离多种油包水乳液，组装成双层分离膜。我们预期CFM和金属有机骨架( MOFs )的结合是制备具有高机械和化学耐久性的高性能分离膜的有效策略。图示摘要[图示不可用：见全文]

基于空间排斥和亲和力差的超润湿膜对油水分离引起了实质性的兴趣。然而，目前最先进的膜并不能从字面上解决污垢和渗透率的下降，从而限制了它们长期分离的可行性。本文受大禹\"排水而非堵水\"理念的启发，通过化学配位相分离聚结破乳法，设计了聚甲基丙烯酸羟乙酯( PHEMA ) -聚二甲基硅氧烷( PDMS ) -补偿聚偏氟乙烯( PVDF )膜，实现了黏性乳状液的长效高效分离。多道共聚焦激光扫描显微镜证实，对称和迂曲的微孔结构有利于油液的空间封闭和聚结破乳，而PHEMA和PDMS的协同补偿协调了油液的抗污染和释放性能。该膜对十甲基环戊硅氧烷、大豆油石蜡、正十六烷、异辛烷等黏性乳状液在错流操作下表现出前所未有的渗透半衰期( τ )，远远超过了普通的超润湿膜在应用的台架死端过滤。我们的\"无垢\"膜设计技术为推动新一代油水分离膜的发展提供了机遇。