碳/镍掺杂SnO2-x纳米纤维膜：融合过滤与太阳能界面蒸发技术高效净化多元水污染体系

本研究创新性地构建了碳/镍掺杂SnO2-x（CNF/Ni-SnO2-x）纳米纤维膜，通过协同过滤与太阳能界面蒸发技术，实现了对水体系中难溶油性乳液（分离效率>99.7%）和可溶性污染物（金属离子/有机染料）的高效净化。该膜具有超亲水-疏油特性（underoil superhydrophilicity）、40次循环抗污能力（anti-fouling）及耐腐蚀性（1 M HCl/NaOH），光热蒸发速率达2.5 kg m-2h?1（1 sun照射），为复杂水污染治理提供了新策略。

　　

Highlight

材料

硝酸镍六水合物（Ni(NO₃)₂·6H₂O）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、聚丙烯腈（PAN）、二水合氯化亚锡（SnCl₂·2H₂O）等试剂购自阿拉丁化学有限公司（上海）。这些高纯度材料为构建"三明治"结构的纳米纤维膜奠定了基础，就像乐高积木般精准组装功能模块。

Preparation and Characterization of CNF/Ni-doped SnO_2-x membrane

图1展示了CNF/Ni-SnO_2-x膜的"三步生长法"：首先静电纺丝制备PAN/Ni(NO₃)₂纤维膜，经预氧化和碳化形成碳纳米纤维（CNF）骨架，最后通过水热法在镍纳米"种子"上生长SnO_2-x颗粒。扫描电镜（SEM）捕捉到纳米纤维表面逐渐"开花"的SnO_2-x纳米花结构，这种多级孔隙设计让膜材料像智能海绵般兼具过滤与光热转化功能。

Conclusion

该研究如同为水处理领域打造了一把"瑞士军刀"——CNF/Ni-SnO_2-x膜既能高效截留油滴（>99.7%），又能通过太阳能界面蒸发"蒸"出纯净水（>99.9%离子截留率）。这种双模式净化技术为应对全球水危机提供了创新解决方案，特别是在处理含油废水与重金属污染方面展现出"一膜多用"的独特优势。