文献综述

1.引言

膜技术是一种新型的分离技术，与常规热分离技术相比具有效率高、能耗低、无相变、操作维护方便等特点。膜制备包括静电纺丝、化学气相沉积、物理气相沉积、溶剂热合成、电化学沉积、分子自组装等方法。与其他膜制备方法相比，静电纺丝制备的纤维比表面积大、孔隙率高、纤维产率高、纤维均一性高且成本较低适用性强，在高通量、低污染水处理应用中有很好地应用前景。电纺材料表观孔径在微米级范围，只能直接应用于微滤体系^[1]。之后可以通过热处理去除电纺嵌段共聚物中直径较大的孔使结构更致密，再利用选择性溶胀法引发嵌段共聚物结构重建，从而使静电纺丝膜可以应用于超滤体系。

2.静电纺丝概述

2.1静电纺丝的概念

静电纺丝装置由高压电源、作为喷丝头的金属针头针管和接地的接收装置组成。在高压静电场的作用下，由于流体表面积聚电荷产生的斥力以及电场拉伸力，液滴表面张力被削弱并在喷丝头处形成泰勒锥。随着电场强度增大（超过临界电压），电场力克服液体表面张力，高聚物流体（溶液或熔体）从微米级喷丝头喷出并由接收装置收集，固化形成亚微米或纳米级纤维^[2]。

在静电纺丝过程中，影响纺丝产物的因素很多。主要的控制因素有溶液性质、工艺参数、环境参数三个方面。溶液性质包括纺丝液的浓度、粘度、溶剂沸点、相对分子量、表面张力、电导率、比热、相变热等。工艺参数（即设备参数）包括电压、纺丝温度、纺丝速度、喷丝头与收集板间距、毛细孔直径等。环境参数包括环境温度、湿度、环境气流速度等^[3]。在制备分离材料的工程中，通过调节静电纺丝过程参数，可以有效地调控纤维膜的微观结构。

在静电纺丝过程中，增加电压可以增大射流静电力、减小纤维直径、消除液滴或珠状纤维^[4-5]。电纺丝距离（接收距离）主要通过影响静电场强度大小和溶剂挥发时间（溶剂是否完全挥发）来调控的纳米纤维微观结构^[6]。

2.2静电纺丝材料

根据纺丝材料的不同，静电纺丝可以分为溶液静电纺丝和熔体静电纺丝。目前可以用于静电纺丝制备纳米纤维的聚合物有几十种。溶液静电纺丝材料可分为聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯基吡咯烷酮、成纤聚合物、多羟基聚合物、天然聚合物^[7]。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚乳酸（PLA）、尼龙6（PA）、聚己内酯（PCL）等聚合物可以用作熔体静电纺丝材料^[8-9]。