随着工业化和城市化的发展，大气污染和水污染等已成为威胁人类健康的最大环境问题。越来越多的研究工作集中在开发用于空气过滤和油水分离的过滤分离膜材料。但过滤与分离应用环境复杂，存在高温、酸碱等因素影响，而传统的基于非织造纤维的过滤材料，难以满足复杂环境条件下过滤与分离应用，时常表现出过滤效率差强人意、热稳定性及化学稳定性能不佳等。因此，开发具有耐热性、耐化学稳定性、可重复使用的高性能过滤与分离纤维膜材料成为研究热点。
图1 PESU@MOF纤维膜的微观形貌(a-e)和化学结构(f-h)
近日，青岛大学非织造材料创新团队宁新教授团队明津法博士等提出纤维材料制备过程中引入MOF二维材料（ZIF-8），采取静电纺丝技术创造性制备出具有耐热性、耐酸碱性且可重复使用的PESU@MOF纤维膜材料，在治理空气细小颗粒物过滤和油水分离中表现出优异的过滤与分离性能，为治理环境污染提供了解决方案。相关研究内容以“Electrospun Polyethersulfone@MOF composite membranes for air cleaning and oil-water separation”为题目发表于期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》上。
图2 PESU@MOF纤维膜的空气过滤性能
创
新
点
构筑直径可控的过滤与分离性能俱佳的纤维膜：PESU@MOF纤维膜内纤维直径随着MOF含量的增加呈现先增加后减小的趋势（从1.69±0.21μm增加到2.19±0.47μm又减小至1.22±0.28μm）。PESU/MOF纤维膜对不同粒径的NaCl和DEHS颗粒都有高过滤效率（＞99%）。同时，PESU@MOF（MOF含量0.1g）纤维膜对CCl4的分离效率高达99.51%，其在20次油水分离循环测试中表现出优异的稳定性，具有很好的重复使用性。
图3 PESU@MOF纤维膜经酸、碱条件下处理后形貌、力学性能变化
图4 纤维膜油水分离循环实验
作者在本文中静电纺PESU纤维中引入MOF二维材料，实现纤维材料兼具PESU尺寸稳定性和良好力学性能与MOF二维材料高孔隙率等优势，为PESU基复合纤维膜在环境治理领域应用提供了启示。文中研究过程中，作者也谈论了PESU基纤维膜的耐热性、耐酸碱性，为纤维膜材料在极端环境应用场景提供应用研究参考。
非织造材料与产业用纺织品创新研究院是青岛大学校直属科研机构，由国家级人才宁新教授领衔组建，依托山东省高峰学科纺织科学与工程，研究院关注非织造产业领域技术和产品创新，现设有特型非织造装备和工艺的工程研究、智能纺织品中功能纤维研究、纤维表面改性与非织造材料的功能后整理研究、非织造结构及纤维隔膜在环境、新能源方面的研究四个研究方向。目前，研究院已形成国家级人才、山东省泰山学者为领衔的跨学科、专业结构和年龄结构合理、产学研一体化、分工合理、高效率、团结奋进的研究团队。
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