纤维素纳米晶诱导微相分离构建多尺度电纺膜用于W/O乳液分离

本研究通过同轴静电纺丝技术，创新性地将纤维素纳米晶（CNC）与聚偏氟乙烯（PVDF）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，构建了具有分级超疏水结构的电纺膜。CNC诱导非溶剂致微相分离（NIPS），形成纺锤/纳米球表面形貌并增强纤维网络，PDMS壳层提供疏水性和纤维间连接性。该膜水接触角达158°，孔径1.93 μm，通量2890 L m?2 h?1，20次循环后分离效率仍超94%，为油包水（W/O）乳液分离提供了可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究通过同轴静电纺丝技术，将纤维素纳米晶（CNC）与聚偏氟乙烯（PVDF）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，构建了具有分级超疏水结构的电纺膜。CNC诱导非溶剂致微相分离（NIPS），形成纺锤/纳米球表面形貌并增强纤维网络，PDMS壳层提供疏水性和纤维间连接性。该膜水接触角达158°，孔径1.93 μm，通量2890 L m^?2 h^?1，20次循环后分离效率仍超94%，为油包水（W/O）乳液分离提供了可持续解决方案。

Conclusions

通过同轴静电纺丝结合CNC诱导相分离技术，我们成功开发了一种可生物降解的分级结构膜。CNC不仅作为相分离促进剂生成多尺度表面结构，还通过氢键增强机械强度。PDMS壳层提供低表面能和空间限制，形成互锁多孔结构，实现重力驱动W/O乳液高效分离（效率>94%）。这项工作为设计具有可控润湿性和抗污染性能的油水分离膜提供了新思路。