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DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121532
具有超亲水性/水下超疏油性（SHL/UWSOB）或疏水性/油下超疏水性（HB/UOSHB）的超润湿膜是化工行业中的关键组件。然而，尽管这些膜具有独特的润湿性，但在满足发展中社会的需求方面仍然存在挑战。在此，研究者采用自下而上的静电纺丝策略，使用两种不同的前体：沸石咪唑酯骨架-8-聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺（ZIF-8-PAN/DMF）和蜡烛烟灰-聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺（CS-PAN/DMF）构建了具有特殊微纳米结构的Janus纳米纤维膜。PAN@ZIF-8纳米纤维膜表现出HB/UOSHB，在油中的水接触角大于150°，而PAN@CS纳米纤维膜表现出良好的SHL/UWSOB，在水中的油接触角大于151°。同时，所得Janus纳米纤维膜对各种油水乳液表现出优异的截留率（99.1%），并且仅由重力驱动的通量高达1720±20L/m2/h。所制备的Janus膜在不影响通量和截留率的情况下循环了5次，表明其具有良好的循环稳定性。对比分析表明，所得Janus纳米纤维膜的综合分离性能优于现有的均质或其他Janus膜。更重要的是，所制备的Janus膜在恶劣条件（酸性和碱性环境）下显示出较好的化学稳定性。总体而言，本研究为构建性能稳定的Janus膜提供了一种简便有效的方法，该膜可用于油水分离、渗透气化和海水淡化等多个方面。
图1.Janus纳米纤维膜制备及其在油水乳液分离中的应用示意图。
图2.（a,b）制备的原始PAN膜、（c,d）CS和制备的PAN@CS表面，以及（e,f）合成的ZIF-8晶体和所得PAN@ZIF-8表面的FE-SEM图像。（g）PAN@ZIF-8和（h）PAN@CS表面的3D形貌图像。（i）模拟ZIF-8和制备的ZIF-8的XRD图谱。（j）ZIF-8和CS的FT-IR。（k,l）PAN@ZIF-8表面和PAN@CS表面的EDS映射图像。
图3.制备的PAN膜的润湿性：（a）UWOCAs，（b）UOWCAs。获得的Janus纳米纤维膜两侧的润湿性：（c）在空气和水中的OCAs；（d）在空气和油中的WCAs。
图4.（a和b）W/Hex和（c和d）Hex/W乳液以及相应滤液的粒度分析、数码照片和显微镜图像。Janus膜的分离性能：（e）K/W、Hep/W和DM/W乳液以及相应滤液的照片；（f）W/K、W/Hep和W/DM乳液以及相应滤液的照片。
图5.Janus纤维膜对各种油水乳液的分离性能。（a和c）Janus膜对油水乳液的截留率和通量，（b和d）以Hex/W和W/Hex乳液为例的循环稳定性。
图6.乳液分离示意图：（a）水相不能透过纳米纤维膜，ΔP>0；（b和c）油相和水相可以透过纳米纤维膜，ΔP<0；（d）油相不能透过经水预先润湿的纳米纤维膜，ΔP>0。
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